電容器在交流電路中的作用(精品)

1、一、電容器對(duì)交變電流的導(dǎo)通作用一、電容器對(duì)交變電流的導(dǎo)通作用導(dǎo)通觀察思考觀察思考 1、圖中圖中D為小燈泡，為小燈泡，C為電容器為電容器S為雙刀雙擲開關(guān)。把開為雙刀雙擲開關(guān)。把開關(guān)接在直流電源上，觀察小燈泡的發(fā)光情況。再把開關(guān)接在關(guān)接在直流電源上，觀察小燈泡的發(fā)光情況。再把開關(guān)接在交流電源上，觀察小燈泡的發(fā)光情況。交流電源上，觀察小燈泡的發(fā)光情況。 D C- +- + 直流電不能通過電容器，交直流電不能通過電容器，交流電能夠通過電容器。流電能夠通過電容器。 以上兩種情況下燈泡發(fā)光情況有何不同？這說明了什么？以上兩種情況下燈泡發(fā)光情況有何不同？這說明了什么？電容器有電容器有“通交流，隔直流通交流，

2、隔直流”的作用。的作用。 21G RCS 如圖所示連接電路，其中如圖所示連接電路，其中G為零刻度位于表盤為零刻度位于表盤中央的電流表，中央的電流表，S是單刀雙擲開關(guān)，是單刀雙擲開關(guān)，R是滑動(dòng)變阻是滑動(dòng)變阻器，先把開關(guān)器，先把開關(guān)S扳至扳至1位置，觀察電流表指針的偏位置，觀察電流表指針的偏轉(zhuǎn)情況，經(jīng)過一段時(shí)間再把開關(guān)轉(zhuǎn)情況，經(jīng)過一段時(shí)間再把開關(guān)S扳至扳至2位置，觀位置，觀察電流表指針的偏轉(zhuǎn)情況。察電流表指針的偏轉(zhuǎn)情況。 在開關(guān)扳到在開關(guān)扳到1 1和扳到和扳到2 2的瞬間指針偏轉(zhuǎn)方向相同的瞬間指針偏轉(zhuǎn)方向相同嗎？為什么在這兩個(gè)瞬間，電路中會(huì)有電流？嗎？為什么在這兩個(gè)瞬間，電路中會(huì)有電流？ 不相同。

3、在開關(guān)扳到不相同。在開關(guān)扳到1 1瞬間，瞬間，電源給電容器充電，有充電電流電源給電容器充電，有充電電流流過電阻流過電阻R；在開關(guān)扳到；在開關(guān)扳到2 2瞬間，瞬間，電容器放電，放電電流從反方向電容器放電，放電電流從反方向流過電阻流過電阻R。理論理論探究探究 如圖所示，將交變電壓加在電容器兩端（導(dǎo)線電如圖所示，將交變電壓加在電容器兩端（導(dǎo)線電阻不計(jì)）。阻不計(jì)）。 當(dāng)當(dāng)A、B兩端電壓升高時(shí)，電兩端電壓升高時(shí)，電容器充電。若容器充電。若A端電勢(shì)高于端電勢(shì)高于B端端電勢(shì)，則電勢(shì)，則a、b兩極板上的帶電情兩極板上的帶電情況如何變化？電路中的自由電子況如何變化？電路中的自由電子是如何運(yùn)動(dòng)的？充電電流是如何運(yùn)

4、動(dòng)的？充電電流I的方的方向怎樣？向怎樣？ a a板帶正電荷，板帶正電荷，b b板帶負(fù)電荷；電路中自由電子沿板帶負(fù)電荷；電路中自由電子沿逆時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)；充電電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向運(yùn)動(dòng)；充電電流的方向?yàn)锳 a b BA a b B。 當(dāng)當(dāng)A、B兩端電壓降低時(shí)，雖然兩端電壓降低時(shí)，雖然A端電勢(shì)高于端電勢(shì)高于B端電勢(shì)，但電容器開端電勢(shì)，但電容器開始放電。如圖所示，此時(shí)始放電。如圖所示，此時(shí)a、b兩極兩極板上的帶電情況如何變化？電路中板上的帶電情況如何變化？電路中的自由電子是如何運(yùn)動(dòng)的？放電電的自由電子是如何運(yùn)動(dòng)的？放電電流流I的方向怎樣？的方向怎樣？ a a板聚集的正電荷，板聚集的正電荷，b b板聚集

5、的負(fù)電荷都不板聚集的負(fù)電荷都不斷減少；電路中自由電子沿順時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)；斷減少；電路中自由電子沿順時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)；放電電流的方向?yàn)榉烹婋娏鞯姆较驗(yàn)?aA B b aA B b 。 當(dāng)當(dāng)A、B兩端電壓反向升高、降兩端電壓反向升高、降低低如此反復(fù)，情況會(huì)怎樣？如此反復(fù)，情況會(huì)怎樣？ 電壓反向升高時(shí)，電壓反向升高時(shí)，b b板帶正電荷，板帶正電荷，a a板帶負(fù)板帶負(fù)電荷；電路中自由電子沿順時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)；充電荷；電路中自由電子沿順時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)；充電電流的方向?yàn)殡婋娏鞯姆较驗(yàn)锽b a ABb a A。 反向電壓降低時(shí)，反向電壓降低時(shí)，b b板聚集的正電荷，板聚集的正電荷，a a板板聚集的負(fù)電荷都不斷減少；電路

6、中自由電子沿聚集的負(fù)電荷都不斷減少；電路中自由電子沿逆時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)；放電電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向運(yùn)動(dòng)；放電電流的方向?yàn)閎 B b B A a A a 。電容器能夠?qū)ń涣麟姷膶?shí)質(zhì)：電容器能夠?qū)ń涣麟姷膶?shí)質(zhì)：（1 1）實(shí)質(zhì)：交變電流周期性地對(duì)電容器的充）實(shí)質(zhì)：交變電流周期性地對(duì)電容器的充電、放電。電、放電。 （2 2）電容器兩極板間沒有電流通過，但在）電容器兩極板間沒有電流通過，但在連連接電容器和電源的接電容器和電源的電路中電路中卻形成了交變電流。卻形成了交變電流。二二 電容器對(duì)交變電流的阻礙作用電容器對(duì)交變電流的阻礙作用交流信號(hào)交流信號(hào)發(fā)生器發(fā)生器S D C D S實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)探究 1 1、如

7、圖所示，把電容器、如圖所示，把電容器C和小燈泡和小燈泡D串聯(lián)，再串聯(lián)，再與另一只完全相同的小燈泡與另一只完全相同的小燈泡D并聯(lián)，用交流信號(hào)發(fā)并聯(lián)，用交流信號(hào)發(fā)生器作電源。交流信號(hào)發(fā)生器可以輸出不同頻率、生器作電源。交流信號(hào)發(fā)生器可以輸出不同頻率、不同電源的正弦交流信號(hào)。閉合開關(guān)不同電源的正弦交流信號(hào)。閉合開關(guān)S和和S，可以，可以觀察到小燈泡觀察到小燈泡D和和D的發(fā)光有何不同？為什么？的發(fā)光有何不同？為什么？ 2 2、斷開開關(guān)、斷開開關(guān)S，調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器輸出的電壓，調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器輸出的電壓，使小燈泡使小燈泡D發(fā)出不太強(qiáng)烈的光，然后保持輸出發(fā)出不太強(qiáng)烈的光，然后保持輸出電壓電壓不變不變而而改變改變

8、信號(hào)發(fā)生器的信號(hào)發(fā)生器的頻率頻率，觀察頻率升高或，觀察頻率升高或降低時(shí)燈泡亮度的變化。降低時(shí)燈泡亮度的變化。 3 3、在頻率、電壓不變的條件下，用、在頻率、電壓不變的條件下，用不同的電不同的電容器容器與小燈泡與小燈泡D串聯(lián)，觀察電容值時(shí)小燈泡亮度串聯(lián)，觀察電容值時(shí)小燈泡亮度的變化情況。的變化情況。現(xiàn)象：現(xiàn)象： 在電容器和電源輸出電壓不變的情況下，信號(hào)在電容器和電源輸出電壓不變的情況下，信號(hào)頻率越大，小燈泡亮度越頻率越大，小燈泡亮度越 ；在信號(hào)頻率電源；在信號(hào)頻率電源輸出電壓不變的情況下，電容越大，小燈泡亮度輸出電壓不變的情況下，電容越大，小燈泡亮度越越 。亮亮亮亮3 3、電容器在電路中的作用電

9、容器在電路中的作用: :“通交流，隔直流，頻率越高，阻礙作通交流，隔直流，頻率越高，阻礙作用越小用越小”.”. 1 1、容抗：電容器對(duì)交流電的作用。、容抗：電容器對(duì)交流電的作用。2 2、影響容抗大小的因素：、影響容抗大小的因素：（1 1）電容。電容越大，容抗越小。）電容。電容越大，容抗越小。（2 2）頻率。頻率越高，容抗越小。）頻率。頻率越高，容抗越小。fCXc21三三 電容器在電子技術(shù)中的應(yīng)用電容器在電子技術(shù)中的應(yīng)用 在電子技術(shù)中，從某一裝置輸出的電流常常既有交在電子技術(shù)中，從某一裝置輸出的電流常常既有交流成分，又有直流成分。如果只需要把交流成分輸送到流成分，又有直流成分。如果只需要把交流成

10、分輸送到下一級(jí)裝置，又要求各級(jí)將的直流互不干擾，只要在兩下一級(jí)裝置，又要求各級(jí)將的直流互不干擾，只要在兩級(jí)電路之間串聯(lián)一個(gè)電容器（稱為隔直電容器）就可以級(jí)電路之間串聯(lián)一個(gè)電容器（稱為隔直電容器）就可以了。如圖所示，電流通過電容器，只能是交流部分通過了。如圖所示，電流通過電容器，只能是交流部分通過電容器到達(dá)后一級(jí)裝置，直流電隔在前一級(jí)裝置。電容器到達(dá)后一級(jí)裝置，直流電隔在前一級(jí)裝置。CR 前級(jí)輸出前級(jí)輸出的信號(hào)的信號(hào)后級(jí)輸出后級(jí)輸出的信號(hào)的信號(hào) 在兩級(jí)電路間串聯(lián)一在兩級(jí)電路間串聯(lián)一個(gè)電容器來阻止直流成個(gè)電容器來阻止直流成分通過，這種電容器就分通過，這種電容器就叫隔直電容器。叫隔直電容器。1 1、隔直電容器：、隔直電容器：12C前級(jí)輸出前級(jí)輸出的信號(hào)的信號(hào)后級(jí)輸出后級(jí)輸出的信號(hào)的信號(hào) 傳輸?shù)慕涣餍盘?hào)除了有用的信號(hào)外，還常常含有高傳輸?shù)慕涣餍盘?hào)除了有用的信號(hào)外，還常常含有高頻干擾信號(hào)，這時(shí)可利用電容器對(duì)高頻電流阻礙小的特頻干擾信號(hào)，這時(shí)可利用電容器對(duì)高頻電流阻礙小的特性，在下級(jí)電路的輸入端性，在下級(jí)電路的輸入端并聯(lián)并聯(lián)一個(gè)電容器，通過電容器一個(gè)電容器，通過電容器可以濾除干擾信號(hào)。可以濾除干擾信號(hào)。 可將混有高頻電流和低頻電流的交流信號(hào)中的高頻可將混有高頻電流和低頻電流的交流信號(hào)中的高頻成分旁路濾掉的電容，稱做成分旁路濾掉的電容，稱做“旁路電容旁路電容”。 旁路電