電容和電感對交流電的影響

1、5.3 電感和電容對交變電流的影響電感和電容對交變電流的影響 復(fù)習(xí)回顧：復(fù)習(xí)回顧：描述交變電流的物理量有那些？描述交變電流的物理量有那些？瞬時值、有效值、最大值、周期、頻率瞬時值、有效值、最大值、周期、頻率思考：思考： 如圖所示兩種電壓加如圖所示兩種電壓加在同一純電阻兩端在同一純電阻兩端, ,產(chǎn)生產(chǎn)生的電功率是不同的。的電功率是不同的。 若將這兩種電壓加在線若將這兩種電壓加在線圈和電容器兩端會有什么圈和電容器兩端會有什么不同嗎？不同嗎？ 演示實(shí)驗(yàn)一：演示實(shí)驗(yàn)一： 學(xué)生電源、規(guī)格相同的學(xué)生電源、規(guī)格相同的小燈泡兩個、線圈、滑動變小燈泡兩個、線圈、滑動變 阻器、雙刀雙擲開關(guān)。阻器、雙刀雙擲開關(guān)。L

2、R R=RL2、步驟：步驟： 先先接通直流接通直流電源電源, ,再再接通交流接通交流電源電源,觀察到什么現(xiàn)象觀察到什么現(xiàn)象, ,說明了什么道理說明了什么道理? ? 接通接通直流直流電電時時兩燈泡的兩燈泡的亮度相同亮度相同；接通接通交流交流時，時，與與線圈連接的線圈連接的燈泡比較暗燈泡比較暗。線圈對直流沒有影響線圈對直流沒有影響，對交流有阻礙作用對交流有阻礙作用1 1、器材器材: :感抗感抗3、現(xiàn)象現(xiàn)象:4、結(jié)論、結(jié)論:一、電感對交變電流的阻礙作用一、電感對交變電流的阻礙作用1 1、感抗感抗(X(XL L) )：表示電感對交變電流阻礙作用的大小表示電感對交變電流阻礙作用的大小問題：問題：感抗的大

3、小與哪些因素感抗的大小與哪些因素有有關(guān)？關(guān)？ 調(diào)換電感不同的線圈、改變交變電流的頻率調(diào)換電感不同的線圈、改變交變電流的頻率現(xiàn)象：現(xiàn)象：L越大、越大、f越高，燈越暗越高，燈越暗 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)：總結(jié)：總結(jié)：感抗的大小不僅與線圈感抗的大小不僅與線圈本身本身有關(guān)，而且與有關(guān)，而且與通過的交流電通過的交流電的的頻率有關(guān)。頻率有關(guān)。2 2、感抗的大?。骸⒏锌沟拇笮。壕€圈的自感系數(shù)越大、交變電流線圈的自感系數(shù)越大、交變電流的頻率越高，阻礙作用越明顯，感抗越大。的頻率越高，阻礙作用越明顯，感抗越大。fLXL24 4、實(shí)際應(yīng)用：實(shí)際應(yīng)用：（1）低頻扼流圈：低頻扼流圈：（2）高頻扼流圈：高頻扼流圈： A A、構(gòu)造：、

4、構(gòu)造：線圈繞在鐵心上，匝數(shù)多，線圈繞在鐵心上，匝數(shù)多，自感系數(shù)自感系數(shù)大，大，感抗大。感抗大。B B、作用：、作用：“通直流、阻交流通直流、阻交流” 。A A、構(gòu)造：、構(gòu)造：線圈繞在鐵氧體上，匝數(shù)少，線圈繞在鐵氧體上，匝數(shù)少，自感系數(shù)自感系數(shù)小，小，感抗小感抗小 。B B、作用：、作用：通過低頻，阻高頻。通過低頻，阻高頻。3 3、特性：特性：通直流、阻交流，通低頻、阻高頻。通直流、阻交流，通低頻、阻高頻。fLXL2)(100sin2220Vtu 若保持電壓的有效值不變，若保持電壓的有效值不變，只將電源頻率改為只將電源頻率改為100HZ，下列說法正確的有下列說法正確的有:例例1：如圖所示電路中，

5、如圖所示電路中，L為電感線圈，為電感線圈，R為燈為燈泡，電流表內(nèi)阻為零，電壓表內(nèi)阻無限大，交泡，電流表內(nèi)阻為零，電壓表內(nèi)阻無限大，交流電源的電壓為：流電源的電壓為：A.電流表示數(shù)增大電流表示數(shù)增大 B.電壓表示數(shù)增大電壓表示數(shù)增大C.燈泡變暗燈泡變暗 D.燈泡變亮燈泡變亮RL BCBC+-學(xué)生電源、小燈泡、電學(xué)生電源、小燈泡、電容器、雙刀雙擲開關(guān)。容器、雙刀雙擲開關(guān)。2 2、步驟：步驟： 先先接通直流接通直流電源電源，再再接通交流接通交流電電源源,觀察現(xiàn)象，觀察現(xiàn)象，得出得出什么什么結(jié)論結(jié)論？接接入直流電入直流電時時，燈泡不亮，燈泡不亮；接入交流電時，接入交流電時，燈泡亮了。燈泡亮了。演示實(shí)驗(yàn)

6、二：演示實(shí)驗(yàn)二：直流電不能通過電容器。交流電能直流電不能通過電容器。交流電能“通過通過”電電容器容器，3 3、現(xiàn)象：現(xiàn)象：4 4、小結(jié)小結(jié)：電容器有電容器有“通交流，隔直流通交流，隔直流”的作用。的作用。 接交變電流時，自由電接交變電流時，自由電荷并沒有通過電容器兩極板間的荷并沒有通過電容器兩極板間的絕緣電介質(zhì)，只是在交變電壓的絕緣電介質(zhì)，只是在交變電壓的作用下，電容器交替進(jìn)行充、放作用下，電容器交替進(jìn)行充、放電，電路中就有了電流。電，電路中就有了電流。1 1、器材器材：5 5、解釋：解釋：二、電容器對交變電流的阻礙作用二、電容器對交變電流的阻礙作用現(xiàn)象現(xiàn)象: :C C越大越大, f, f越高

7、越高, ,燈泡越亮。燈泡越亮。1.1.容抗容抗(XC)：表示電容對交流的阻礙作用的大小。表示電容對交流的阻礙作用的大小。2.2.容抗的大小：容抗的大?。弘娙菰酱?，交流的頻率電容越大，交流的頻率越高，電容器越高，電容器對交流電對交流電的阻礙作用越小，容抗越小的阻礙作用越小，容抗越小。（3）調(diào)換不同規(guī)格的電容器，改變交流調(diào)換不同規(guī)格的電容器，改變交流電電的頻率的頻率 為了表示交流電的這種性質(zhì)，我們引入一個新的概為了表示交流電的這種性質(zhì)，我們引入一個新的概念念-容抗容抗總結(jié)：總結(jié)： 電容器對交流電電容器對交流電有有阻礙作用，且電容越大、頻阻礙作用，且電容越大、頻率越高，阻礙作用越小。率越高，阻礙作用

8、越小。fCXC21 解析解析：電容電容越越大大，一次充電量一次充電量就越就越大；頻率大；頻率越越高高，單位時間內(nèi)充電次數(shù)單位時間內(nèi)充電次數(shù)就就多，電流多，電流就越就越大，大，那么那么容抗容抗就越就越小。小。3.3.實(shí)際應(yīng)用：實(shí)際應(yīng)用：隔直電容器：隔直電容器：隔直流隔直流、通交流。通交流。 高頻旁路電容器：高頻旁路電容器：通高頻、阻低頻。通高頻、阻低頻。讓高頻交讓高頻交流信號通過電容，而將低頻信號送到下一級。流信號通過電容，而將低頻信號送到下一級。 思考：思考：電容越大，交流的頻率越高，電容器電容越大，交流的頻率越高，電容器對對交流電交流電的阻礙作用越小，容抗越小的阻礙作用越小，容抗越小，為什么

9、呢？，為什么呢？B.增大交變電流的頻率增大交變電流的頻率,燈泡將變暗。燈泡將變暗。A.將介質(zhì)板插入電容器中將介質(zhì)板插入電容器中,燈泡將變暗。燈泡將變暗。C.把電容器極板間距拉開一些把電容器極板間距拉開一些,燈泡將變暗。燈泡將變暗。D.把電容器兩極板錯開一些把電容器兩極板錯開一些,燈泡將變暗。燈泡將變暗。例例2: 如圖所示，平行板電容器與如圖所示，平行板電容器與燈泡串聯(lián)后接在交變電源上，燈燈泡串聯(lián)后接在交變電源上，燈泡正常發(fā)光，則（泡正常發(fā)光，則（ ）CDCDkdsC4fCXC21電容電容C交流電頻率交流電頻率f自感系數(shù)自感系數(shù)L 交流電頻率交流電頻率f容抗容抗XC感抗感抗XL通交流，隔直流；通

10、交流，隔直流；通高頻，阻低頻。通高頻，阻低頻。通直流，阻交流通直流，阻交流;通低頻，阻高頻。通低頻，阻高頻。關(guān)系關(guān)系決定因素決定因素描述阻礙作描述阻礙作用的物理量用的物理量作用作用電容器電容器電感線圈電感線圈元件元件對比記憶對比記憶：fCXC21C越大，越大，f越高，越高，XC越小。越小。fLXL2L越大，越大，f越高，越高，XL越大。越大。例例1、如圖所示，從如圖所示，從ab端輸入的交流含有高頻和低頻端輸入的交流含有高頻和低頻成分，為了使成分，為了使R上盡可能少地含有高頻成分，采用圖上盡可能少地含有高頻成分，采用圖示電路，其示電路，其L的作用是的作用是_，C的作用的作用是是_。 解析：因解析

11、：因L有有“通低頻、阻高頻通低頻、阻高頻”的特點(diǎn)，的特點(diǎn)，因此因此L的作用是阻擋高頻成分的作用是阻擋高頻成分；而通過；而通過L后還有后還有少量的高頻成分，利用少量的高頻成分，利用C“通高頻、阻低頻通高頻、阻低頻”的的特點(diǎn)，特點(diǎn)，使絕大部分高頻成分從使絕大部分高頻成分從C流過流過。P.42P.42說一說說一說例例2、如圖所示，線圈如圖所示，線圈L的自感系數(shù)和電容器的的自感系數(shù)和電容器的電容電容C都很?。ㄈ缍己苄。ㄈ鏛100H，C100pF）。）。此電路的主要作用是此電路的主要作用是-（ ）A阻直流、通交流，輸出交流阻直流、通交流，輸出交流B阻交流、通直流，輸出直流阻交流、通直流，輸出直流C阻低頻

12、、通高頻，輸出高頻交變電流阻低頻、通高頻，輸出高頻交變電流D阻高頻、通低頻，輸出低頻交變電流和直阻高頻、通低頻，輸出低頻交變電流和直流電流電D例例3、如圖所示，當(dāng)交流電源的電壓（有效值）如圖所示，當(dāng)交流電源的電壓（有效值）U220V、頻率、頻率f50Hz時，三只燈時，三只燈A、B、C的亮度相同（的亮度相同（L無直流電阻）。無直流電阻）。（1）將交流電源的頻率變?yōu)椋⒔涣麟娫吹念l率變?yōu)閒100Hz，則，則（2）將電源改為）將電源改為U220V的直流電源，則的直流電源，則 AA燈比原來亮燈比原來亮 BB燈比原來亮燈比原來亮 CC燈和原來一樣亮燈和原來一樣亮 DC燈比原來亮燈比原來亮 AC BC練習(xí)

13、練習(xí)1：如圖所示，甲、乙是規(guī)格相同的燈泡，如圖所示，甲、乙是規(guī)格相同的燈泡，A、B兩端加直流電壓時，甲燈正常發(fā)光，乙燈完全不亮；兩端加直流電壓時，甲燈正常發(fā)光，乙燈完全不亮；當(dāng)當(dāng)A、B兩端加上有效值和直流電壓相等的交流電壓時，兩端加上有效值和直流電壓相等的交流電壓時，甲燈發(fā)出微弱的光，乙燈能正常發(fā)光。下列說法正確甲燈發(fā)出微弱的光，乙燈能正常發(fā)光。下列說法正確的有：（的有：（ ） BCA與甲燈串聯(lián)的元件與甲燈串聯(lián)的元件X是電容器是電容器B與乙燈串聯(lián)的元件與乙燈串聯(lián)的元件Y是電容器是電容器C與甲燈串聯(lián)的元件與甲燈串聯(lián)的元件X是電感線圈是電感線圈D與乙燈串聯(lián)的元件與乙燈串聯(lián)的元件Y是電感線圈是電感線圈練習(xí)練習(xí)2：在交流電路中在交流電路中,如果電如果電源電動勢的最大值不變源電動勢的最大值不變,頻率可頻率可以改變以改變,在如圖所示電路的在如圖所示電路的a、