第四節(jié).電感對(duì)交變;第五節(jié) 電容對(duì)交變

1、第四節(jié)電感器對(duì)交變電流的作用第四節(jié)電感器對(duì)交變電流的作用 第五節(jié)電容器對(duì)交變電流的作用第五節(jié)電容器對(duì)交變電流的作用 一、電感器對(duì)交變電流的作用一、電感器對(duì)交變電流的作用 1認(rèn)識(shí)電感器認(rèn)識(shí)電感器 (1)電感器由電感器由_一圈緊靠一圈地繞制而成，一圈緊靠一圈地繞制而成， 又被稱為又被稱為_(kāi)，電感器用字母，電感器用字母“_”及電及電 路符號(hào)路符號(hào)“”表示表示 絕緣導(dǎo)線絕緣導(dǎo)線 電感線圈電感線圈 L (2).電感器的性質(zhì)及特點(diǎn)電感器的性質(zhì)及特點(diǎn) A.它能將外部電能儲(chǔ)存在電感器內(nèi)部它能將外部電能儲(chǔ)存在電感器內(nèi)部 B.它有帶鐵芯和不帶鐵芯兩種它有帶鐵芯和不帶鐵芯兩種 C.它一般是用銅線繞制它一般是用銅線繞

2、制,電阻比較小電阻比較小 將兩個(gè)規(guī)格完全相同的將兩個(gè)規(guī)格完全相同的 小燈泡，可拆變壓器，小燈泡，可拆變壓器， 滑動(dòng)變阻器，雙刀雙擲滑動(dòng)變阻器，雙刀雙擲 開(kāi)關(guān)，學(xué)生電源按照如開(kāi)關(guān)，學(xué)生電源按照如 圖所示的電路圖連接起來(lái)圖所示的電路圖連接起來(lái) 從可拆變壓器中取出線圈接入電路，由于線圈的從可拆變壓器中取出線圈接入電路，由于線圈的 電感很小，可看做純電阻電路，把開(kāi)關(guān)電感很小，可看做純電阻電路，把開(kāi)關(guān)S先接到直先接到直 流電源，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使兩燈泡亮度相同然后流電源，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使兩燈泡亮度相同然后 再將開(kāi)關(guān)再將開(kāi)關(guān)S接到交流電源上，比較兩個(gè)燈泡的亮接到交流電源上，比較兩個(gè)燈泡的亮 度度 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：

3、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：L1和和L2_ 一樣亮一樣亮 2電感器對(duì)交變電流的作用電感器對(duì)交變電流的作用 (1)實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)探究 將線圈套入可拆變壓器的將線圈套入可拆變壓器的U臂端，把開(kāi)關(guān)臂端，把開(kāi)關(guān)S接接 到直流電源，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使兩燈泡亮度相同，到直流電源，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使兩燈泡亮度相同， 然后再將開(kāi)關(guān)然后再將開(kāi)關(guān)S接到交流電源，比較兩個(gè)燈泡的接到交流電源，比較兩個(gè)燈泡的 亮度亮度 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：L1燈較燈較L2燈燈_ 將可拆變壓器的條形鐵軛放上后，把開(kāi)關(guān)將可拆變壓器的條形鐵軛放上后，把開(kāi)關(guān)S接接 通直流電源，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使兩燈泡亮度相同，通直流電源，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使兩燈泡亮度相同， 然后再將開(kāi)關(guān)

4、然后再將開(kāi)關(guān)S接到交流電源，比較兩個(gè)燈泡的接到交流電源，比較兩個(gè)燈泡的 亮度亮度 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：L1燈較燈較L2燈燈_ 暗一些暗一些 很暗很暗 (2)實(shí)驗(yàn)結(jié)論實(shí)驗(yàn)結(jié)論 電感器對(duì)恒定電流是電感器對(duì)恒定電流是_的，對(duì)交變電流有的，對(duì)交變電流有 _作用，電感線圈的自感系數(shù)作用，電感線圈的自感系數(shù)_， 感抗感抗_，對(duì)交變電流的阻礙作用越明顯，對(duì)交變電流的阻礙作用越明顯 (3)感抗感抗 定義：電感器對(duì)定義：電感器對(duì)_的阻礙作用的大的阻礙作用的大 小叫做感抗小叫做感抗 影響因素：實(shí)驗(yàn)表明，感抗與線圈的影響因素：實(shí)驗(yàn)表明，感抗與線圈的 _和交流電的和交流電的_有關(guān)，有關(guān)，L、f越越 大，感抗也就越大，

5、感抗也就越_ 導(dǎo)通導(dǎo)通 阻礙阻礙越大越大 越大越大 交變電流交變電流 自感系數(shù)自感系數(shù)L 頻率頻率f 大大 公式：公式：XL=2 fL單位：?jiǎn)挝唬?歐姆（ 歐姆（ ） 3低頻扼流圈和高頻扼流圈低頻扼流圈和高頻扼流圈 (1)低頻扼流圈：匝數(shù)低頻扼流圈：匝數(shù)_，自感系數(shù)，自感系數(shù)_，線，線 圈電阻圈電阻_，這種線圈對(duì)低頻交變電流有很大的，這種線圈對(duì)低頻交變電流有很大的 阻礙作用，對(duì)直流的阻礙作用較小阻礙作用，對(duì)直流的阻礙作用較小 作用：作用：“通通_，阻，阻”_ (2)高頻扼流圈：匝數(shù)高頻扼流圈：匝數(shù)_，自感系數(shù)，自感系數(shù)_，這，這 種線圈對(duì)低頻交變電流的阻礙作用較小，對(duì)高頻種線圈對(duì)低頻交變電流的

6、阻礙作用較小，對(duì)高頻 交變電流的阻礙作用較大交變電流的阻礙作用較大 作用：作用：“通通_，阻，阻_” 多多大大 直流直流交流交流 少少小小 低頻低頻高頻高頻 小小 電感對(duì)電流的阻礙作用電感對(duì)電流的阻礙作用 例例1：(雙選雙選)在圖所示電路中，在圖所示電路中，L為電感線圈，為電感線圈，R為為 燈泡，電流表內(nèi)阻為零，電壓表內(nèi)阻無(wú)限大，交流燈泡，電流表內(nèi)阻為零，電壓表內(nèi)阻無(wú)限大，交流 電源的電壓電源的電壓u220sin100tV若保持電壓的有若保持電壓的有 效值不變，只將電源的頻率改為效值不變，只將電源的頻率改為100Hz，下列說(shuō)法，下列說(shuō)法 正確的有正確的有A電流表示數(shù)增大電流表示數(shù)增大B電壓表示

7、電壓表示 數(shù)增大數(shù)增大 C燈泡變暗燈泡變暗D燈泡變亮燈泡變亮 2 【答案答案】BCBC 【方法總結(jié)方法總結(jié)】(1)(1)電感線圈的感抗與線圈的自感系數(shù)有電感線圈的感抗與線圈的自感系數(shù)有 關(guān)，自感系數(shù)越大，感抗越大關(guān)，自感系數(shù)越大，感抗越大(2)(2)線圈的自感系數(shù)與線線圈的自感系數(shù)與線 圈的大小、形狀、圈數(shù)以及有無(wú)鐵芯有關(guān)，有鐵芯時(shí)自感圈的大小、形狀、圈數(shù)以及有無(wú)鐵芯有關(guān)，有鐵芯時(shí)自感 系數(shù)更大系數(shù)更大 二、電容器對(duì)交變電流的作用二、電容器對(duì)交變電流的作用 1電容器僅讓交變電流通過(guò)電容器僅讓交變電流通過(guò) 將兩個(gè)規(guī)格完全相同的小燈泡，電容器，雙刀雙將兩個(gè)規(guī)格完全相同的小燈泡，電容器，雙刀雙 擲開(kāi)

8、關(guān)，學(xué)生電源按照如圖所示的電路圖連接起擲開(kāi)關(guān)，學(xué)生電源按照如圖所示的電路圖連接起 來(lái)來(lái) (1)把開(kāi)關(guān)把開(kāi)關(guān)S接到直流電源上，觀察兩燈泡的發(fā)光接到直流電源上，觀察兩燈泡的發(fā)光 情況情況 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：L1燈燈_，L2燈燈_ (2)將開(kāi)關(guān)將開(kāi)關(guān)S接到交流電源上，觀察兩燈泡的發(fā)光接到交流電源上，觀察兩燈泡的發(fā)光 情況情況 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：兩燈泡亮度實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：兩燈泡亮度_ 不亮不亮亮亮 相同相同 (3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：實(shí)驗(yàn)結(jié)論： 電容器具有電容器具有“隔隔_、通、通_”的特性的特性 直流直流交流交流 (4)本質(zhì)解釋：將交變電流加到電容器上后，當(dāng)電本質(zhì)解釋：將交變電流加到電容器上后，當(dāng)電 源電壓升高時(shí)，電源給

9、電容器充電，電荷向電容源電壓升高時(shí)，電源給電容器充電，電荷向電容 器極板上器極板上_，在電路中形成，在電路中形成_電流；當(dāng)電流；當(dāng) 電源電壓降低時(shí)，電容器放電，電容器極板上電電源電壓降低時(shí)，電容器放電，電容器極板上電 荷荷_，電路中形成，電路中形成_電流電容器交電流電容器交 替進(jìn)行充電和放電，電路中就有了電流，好像是替進(jìn)行充電和放電，電路中就有了電流，好像是 交流電交流電“通過(guò)通過(guò)”了電容器了電容器 聚集聚集 充電充電 減少減少 放電放電 思考感悟：思考感悟： 電容器接到交流電源兩端時(shí)，自由電荷是否真正電容器接到交流電源兩端時(shí)，自由電荷是否真正 通過(guò)了兩極板間的絕緣介質(zhì)？通過(guò)了兩極板間的絕緣介

10、質(zhì)？ 提示：提示：電容器接到交流電源的兩端時(shí)，自由電荷電容器接到交流電源的兩端時(shí)，自由電荷 并沒(méi)有通過(guò)兩極板間的絕緣介質(zhì)，只是因?yàn)榧釉诓](méi)有通過(guò)兩極板間的絕緣介質(zhì)，只是因?yàn)榧釉?兩極板上電壓的大小和正負(fù)不斷變化時(shí)，電容器兩極板上電壓的大小和正負(fù)不斷變化時(shí)，電容器 交替地進(jìn)行充電和放電，電路中就有了電流，表交替地進(jìn)行充電和放電，電路中就有了電流，表 現(xiàn)為交流現(xiàn)為交流“通過(guò)通過(guò)”了電容器了電容器 2電容對(duì)交變電流的阻礙作用電容對(duì)交變電流的阻礙作用 當(dāng)交變電流當(dāng)交變電流“通過(guò)通過(guò)”電容器時(shí)，給電容器充電或放電容器時(shí)，給電容器充電或放 電，形成充電或放電電流，在形成電流的過(guò)程中，電，形成充電或放電電流

11、，在形成電流的過(guò)程中， 對(duì)自由電荷來(lái)說(shuō)，當(dāng)電源的電壓推動(dòng)它們向某一對(duì)自由電荷來(lái)說(shuō)，當(dāng)電源的電壓推動(dòng)它們向某一 方向做定向移動(dòng)的時(shí)候，電容器兩極板上積累的方向做定向移動(dòng)的時(shí)候，電容器兩極板上積累的 電荷卻反抗它們向這個(gè)方向做定向移動(dòng)，也就是電荷卻反抗它們向這個(gè)方向做定向移動(dòng)，也就是 說(shuō)在給電容器充電或放電過(guò)程中，在電容器兩極說(shuō)在給電容器充電或放電過(guò)程中，在電容器兩極 形成跟原電壓相反的電壓，這就對(duì)電流產(chǎn)生了阻形成跟原電壓相反的電壓，這就對(duì)電流產(chǎn)生了阻 礙作用礙作用 3電容器對(duì)交變電流的作用電容器對(duì)交變電流的作用 (1)電容器的特性：電容器的特性：“隔隔_、通、通_”，實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn) 還證明，交流電的

12、頻率越高，電容器對(duì)交變電流還證明，交流電的頻率越高，電容器對(duì)交變電流 的阻礙作用就的阻礙作用就_ (2)容抗容抗 定義：電容器對(duì)交變電流的阻礙作用的大小叫定義：電容器對(duì)交變電流的阻礙作用的大小叫 做容抗做容抗 影響因素：實(shí)驗(yàn)表明，容抗與電容器電容的大影響因素：實(shí)驗(yàn)表明，容抗與電容器電容的大 小和交流電的小和交流電的_有關(guān)，電容器電容有關(guān)，電容器電容C越越_， 交流電的頻率交流電的頻率f越越_，容抗越小，容抗越小 直流直流交流交流 越小越小 頻率頻率大大 高高 單位：?jiǎn)挝唬簹W姆（歐姆（ ） 大大小（容抗?。ㄈ菘筙 XC C）：公式：）：公式：X XC C=1/=1/（2 2 fC fC ） 4隔

13、直電容器和高頻旁路電容器隔直電容器和高頻旁路電容器 (1)隔直電容器：隔直電容器：“隔隔_，通，通_” (2)高頻旁路電容器：高頻旁路電容器：“通通_，阻，阻_” 實(shí)際應(yīng)用電路如圖所示：實(shí)際應(yīng)用電路如圖所示： 直流直流交流交流 高頻高頻低頻低頻 即時(shí)應(yīng)用即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀即時(shí)突破，小試牛刀) 1(單選單選)在交流電路中，如果電源電動(dòng)勢(shì)的最大在交流電路中，如果電源電動(dòng)勢(shì)的最大 值不變，頻率可以改變，在如圖所示電路值不變，頻率可以改變，在如圖所示電路a、b兩兩 點(diǎn)間逐次將圖中的電路元件單獨(dú)接入，當(dāng)使交變點(diǎn)間逐次將圖中的電路元件單獨(dú)接入，當(dāng)使交變 電流頻率增加時(shí)，可以觀察到下列所述的哪種情

14、電流頻率增加時(shí)，可以觀察到下列所述的哪種情 況況() AA1讀數(shù)不變，讀數(shù)不變，A2增大，增大，A3減小減小 BA1讀數(shù)減小，讀數(shù)減小，A2不變，不變，A3增大增大 CA1讀數(shù)增大，讀數(shù)增大，A2不變，不變，A3減小減小 DA1、A2、A3的讀數(shù)均不變的讀數(shù)均不變 解析：解析：選選C.C.在交流電路中，當(dāng)頻率增加時(shí)，容抗減小，感在交流電路中，當(dāng)頻率增加時(shí)，容抗減小，感 抗增大，而電阻是與頻率無(wú)關(guān)的，在電路中電源的電動(dòng)勢(shì)抗增大，而電阻是與頻率無(wú)關(guān)的，在電路中電源的電動(dòng)勢(shì) 最大值不變，即最大值不變，即a a、b b間的電壓不變，所以當(dāng)頻率增加時(shí)，間的電壓不變，所以當(dāng)頻率增加時(shí)， A A1 1讀數(shù)增

15、大，讀數(shù)增大，A A2 2不變，不變，A A3 3讀數(shù)要變小故正確選項(xiàng)為讀數(shù)要變小故正確選項(xiàng)為C.C. 三、電阻、感抗、容抗的比較三、電阻、感抗、容抗的比較 電阻電阻感抗感抗容抗容抗 產(chǎn)生產(chǎn)生 原因原因 定向移動(dòng)的自由電定向移動(dòng)的自由電 荷與不動(dòng)的離子間荷與不動(dòng)的離子間 的碰撞的碰撞 由于電感線圈的由于電感線圈的 自感現(xiàn)象阻礙電自感現(xiàn)象阻礙電 流的變化流的變化 電容器兩極板上積電容器兩極板上積 累的電荷對(duì)向這個(gè)累的電荷對(duì)向這個(gè) 方向定向移動(dòng)的電方向定向移動(dòng)的電 荷的反抗作用荷的反抗作用 特點(diǎn)特點(diǎn) 對(duì)直流、交流均有對(duì)直流、交流均有 阻礙作用阻礙作用 只對(duì)變化的電只對(duì)變化的電 流，如交流有流，如交

16、流有 阻礙作用阻礙作用 不能通直流，只能通變不能通直流，只能通變 化的電流對(duì)直流的阻化的電流對(duì)直流的阻 礙作用無(wú)限大，對(duì)交流礙作用無(wú)限大，對(duì)交流 的阻礙作用隨頻率的降的阻礙作用隨頻率的降 低而增大低而增大 決定決定 因素因素 由導(dǎo)體本身由導(dǎo)體本身( (長(zhǎng)短、長(zhǎng)短、 粗細(xì)、材料粗細(xì)、材料) )決定，決定， 與溫度有關(guān)與溫度有關(guān) 由線圈本身的由線圈本身的 自感系數(shù)和交自感系數(shù)和交 流的頻率決定流的頻率決定 由電容的大小和交流的由電容的大小和交流的 頻率決定頻率決定 做功做功 電流通過(guò)電阻做功電流通過(guò)電阻做功, , 電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 電能和磁場(chǎng)能電能和磁場(chǎng)能 往復(fù)轉(zhuǎn)化往復(fù)轉(zhuǎn)化 電能與電場(chǎng)

17、能往復(fù)轉(zhuǎn)化電能與電場(chǎng)能往復(fù)轉(zhuǎn)化 特別提醒：特別提醒：電感、電容接到交流電源上時(shí)，電能電感、電容接到交流電源上時(shí)，電能 與磁場(chǎng)能或電場(chǎng)能往復(fù)轉(zhuǎn)化，所以電感、電容上與磁場(chǎng)能或電場(chǎng)能往復(fù)轉(zhuǎn)化，所以電感、電容上 不會(huì)消耗電能，而電流通過(guò)電阻時(shí)，必然會(huì)產(chǎn)生不會(huì)消耗電能，而電流通過(guò)電阻時(shí)，必然會(huì)產(chǎn)生 焦耳熱，從而造成電能的損耗焦耳熱，從而造成電能的損耗 即時(shí)應(yīng)用即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀即時(shí)突破，小試牛刀) 2(雙選雙選)(2011年潮州高二檢測(cè)年潮州高二檢測(cè))如圖所示的電路中，如圖所示的電路中， a、b兩端連接的交流電源既含高頻交流，又含低兩端連接的交流電源既含高頻交流，又含低 頻交流，頻交流，L是一

18、個(gè)是一個(gè)25mH的高頻扼流圈，的高頻扼流圈，C是一個(gè)是一個(gè) 100pF的電容器，的電容器，R是負(fù)載電阻，下列說(shuō)法正確的是負(fù)載電阻，下列說(shuō)法正確的 是是() AL的作用是的作用是“通低頻，阻高頻通低頻，阻高頻” BC的作用是的作用是“通交流，隔直流通交流，隔直流” CC的作用是的作用是“通高頻，阻低頻通高頻，阻低頻” D通過(guò)通過(guò)R的電流中，低頻交流所占的百分比遠(yuǎn)的電流中，低頻交流所占的百分比遠(yuǎn) 遠(yuǎn)小于高頻交流所占的百分比遠(yuǎn)小于高頻交流所占的百分比 解析：解析：選選AC.L是一個(gè)自感系數(shù)很小的高頻扼流是一個(gè)自感系數(shù)很小的高頻扼流 圈，其作用是圈，其作用是“通低頻，阻高頻通低頻，阻高頻”，A正確；正

19、確；C是是 一個(gè)電容很小的電容器，在題圖示電路中，對(duì)高一個(gè)電容很小的電容器，在題圖示電路中，對(duì)高 頻交流的容抗遠(yuǎn)小于對(duì)低頻交流的容抗，其作用頻交流的容抗遠(yuǎn)小于對(duì)低頻交流的容抗，其作用 是是“通高頻、阻低頻通高頻、阻低頻”，C正確；因電路中無(wú)直流正確；因電路中無(wú)直流 電流，電流，B錯(cuò)誤；由于錯(cuò)誤；由于L對(duì)高頻交流的阻礙作用和對(duì)高頻交流的阻礙作用和C 對(duì)高頻交流的旁路作用，使得通過(guò)對(duì)高頻交流的旁路作用，使得通過(guò)R的電流中，的電流中， 低頻交流所占的百分比遠(yuǎn)大于高頻交流的百分比低頻交流所占的百分比遠(yuǎn)大于高頻交流的百分比 ，D錯(cuò)誤錯(cuò)誤 電容對(duì)電流的阻礙作用電容對(duì)電流的阻礙作用 例例2:(單選單選)有兩

20、個(gè)電容器的電容分別為有兩個(gè)電容器的電容分別為C15F ，C 2 3F，分別加在峰值一定的交變電源，分別加在峰值一定的交變電源 上下列哪種情況上下列哪種情況“通過(guò)通過(guò)”電容器的電流強(qiáng)度最大電容器的電流強(qiáng)度最大 A在在C1上所加交變電流的頻率為上所加交變電流的頻率為50Hz B在在C2上所加交變電流的頻率為上所加交變電流的頻率為50Hz C在在C1上所加交變電流的頻率為上所加交變電流的頻率為60Hz D在在C2上所加交變電流的頻率為上所加交變電流的頻率為60Hz 【答案答案】C 電阻、電感器、電容器對(duì)電流阻礙作用電阻、電感器、電容器對(duì)電流阻礙作用 例例3：(單選單選)如圖所示，在電路如圖所示，在電

21、路 兩端加上正弦交流電，保持電兩端加上正弦交流電，保持電 壓有效值不變，使頻率增大，壓有效值不變，使頻率增大， 發(fā)現(xiàn)各燈的亮暗情況是：燈發(fā)現(xiàn)各燈的亮暗情況是：燈1 變亮，燈變亮，燈2變暗，燈變暗，燈3不變，不變， 則則M、N、L中所接元件可能是中所接元件可能是() AM為電阻，為電阻，N為電容器，為電容器，L為電感線圈為電感線圈 BM為電感線圈，為電感線圈，N為電容器，為電容器，L為電阻為電阻 CM為電容器，為電容器，N為電感線圈，為電感線圈，L為電阻為電阻 DM為電阻，為電阻，N為電感線圈，為電感線圈，L為電容器為電容器 【答案答案】C 【方法總結(jié)方法總結(jié)】(1)電感對(duì)交變電流的阻礙作用電感對(duì)交變電流的阻礙作用 的大小用感抗來(lái)表示線圈的自感系數(shù)越大，交的大小用感抗來(lái)表示線圈的自感系數(shù)越大，交 變電流的頻率越高，電感對(duì)交變電流的阻礙作用變電流的頻率越高，電感對(duì)交變電流的阻礙作用 就越大，感抗也越大就越大，感抗也越大 (2)電容對(duì)交變電流的阻礙作用的大小用容抗來(lái)電容對(duì)交變電流的阻礙作用的大小用容抗來(lái) 表示電容器的電容越大，交變電流的頻率越高，表示電容器的電容越大，交變電流的頻率越高， 電容對(duì)交變電流的阻礙作用就越小，容抗也