電感和電容對(duì)交變電流的影響1

1、第第3節(jié)電感和電容對(duì)交變電流的影響節(jié)電感和電容對(duì)交變電流的影響1實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)探究如圖所示，把線圈如圖所示，把線圈L與白熾燈串聯(lián)起來，先把它們接與白熾燈串聯(lián)起來，先把它們接到直流電源上，再把它們接到交流電源上，取直流電壓到直流電源上，再把它們接到交流電源上，取直流電壓與交流電壓的有效值相等觀察兩種情況下燈泡的亮與交流電壓的有效值相等觀察兩種情況下燈泡的亮度度教 材 要 點(diǎn) 解 讀對(duì)應(yīng)學(xué)生用書對(duì)應(yīng)學(xué)生用書P38實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：B燈比燈比A燈暗；增大線圈的自感系數(shù)，燈燈暗；增大線圈的自感系數(shù)，燈泡更暗；增大交變電流的頻率，燈泡更暗泡更暗；增大交變電流的頻率，燈泡更暗實(shí)驗(yàn)結(jié)論：電感對(duì)交變電流有阻礙

2、作用線圈的自感實(shí)驗(yàn)結(jié)論：電感對(duì)交變電流有阻礙作用線圈的自感系數(shù)越大，交變電流的頻率越高，阻礙作用就越大系數(shù)越大，交變電流的頻率越高，阻礙作用就越大2感抗感抗電感器對(duì)交流的阻礙作用的大小用感抗表示電感器對(duì)交流的阻礙作用的大小用感抗表示3感抗產(chǎn)生的原因感抗產(chǎn)生的原因交變電流通過電感線圈時(shí)，由于電流時(shí)刻都在變化，交變電流通過電感線圈時(shí)，由于電流時(shí)刻都在變化，因此在線圈中就會(huì)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，而自感電動(dòng)勢(shì)總是要因此在線圈中就會(huì)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，而自感電動(dòng)勢(shì)總是要阻礙原電流的變化，故電感線圈對(duì)交變電流會(huì)起阻礙作阻礙原電流的變化，故電感線圈對(duì)交變電流會(huì)起阻礙作用用前面我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過，自感電動(dòng)勢(shì)的大小與線圈的自

3、前面我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過，自感電動(dòng)勢(shì)的大小與線圈的自感系數(shù)及電流變化的快慢有關(guān)，自感系數(shù)越大，交變電流感系數(shù)及電流變化的快慢有關(guān)，自感系數(shù)越大，交變電流的頻率越高，產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)就越大，對(duì)交變電流的阻的頻率越高，產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)就越大，對(duì)交變電流的阻礙作用就越大，感抗也就越大礙作用就越大，感抗也就越大4感抗的決定因素感抗的決定因素感抗與交變電流的頻率、電感線圈的自感系數(shù)成正比感抗與交變電流的頻率、電感線圈的自感系數(shù)成正比5感抗的應(yīng)用感抗的應(yīng)用(1)高頻扼流圈高頻扼流圈高頻扼流圈的自感系數(shù)很小，只對(duì)高頻交變電流有較大高頻扼流圈的自感系數(shù)很小，只對(duì)高頻交變電流有較大的作用，對(duì)低頻交變電流的阻礙作用較小

4、，對(duì)直流的阻礙作的作用，對(duì)低頻交變電流的阻礙作用較小，對(duì)直流的阻礙作用更小用更小它具有它具有“通直流，通低頻、阻高頻通直流，通低頻、阻高頻”的作用的作用(2)低頻扼流圈低頻扼流圈低頻扼流圈的自感系數(shù)很大，即使交流的頻率較低，它低頻扼流圈的自感系數(shù)很大，即使交流的頻率較低，它產(chǎn)生的感抗也很大它具有產(chǎn)生的感抗也很大它具有“通直流，阻交流通直流，阻交流”的作用的作用電感線圈對(duì)交變電流的阻礙作用的本質(zhì)是交變電流電感線圈對(duì)交變電流的阻礙作用的本質(zhì)是交變電流通過線圈時(shí)，由于電流時(shí)刻都在變化，所以自感現(xiàn)象就通過線圈時(shí)，由于電流時(shí)刻都在變化，所以自感現(xiàn)象就不斷地發(fā)生，而自感電動(dòng)勢(shì)總是要阻礙電流的變化不斷地發(fā)生

5、，而自感電動(dòng)勢(shì)總是要阻礙電流的變化元貝駕考元貝駕考 http:/http:/ 元貝駕考元貝駕考20162016科目一科目一 科目四科目四駕考寶典網(wǎng)駕考寶典網(wǎng) http:/ 駕考寶典駕考寶典20162016科目一科目一 科目四科目四1實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象電路中串有電容器時(shí)，接通直流電源時(shí)，燈泡不亮；電路中串有電容器時(shí)，接通直流電源時(shí)，燈泡不亮；接通交流電源時(shí)，燈泡亮接通交流電源時(shí)，燈泡亮2實(shí)驗(yàn)結(jié)論實(shí)驗(yàn)結(jié)論交變電流能夠通過電容器，直流不能通過電容器交變電流能夠通過電容器，直流不能通過電容器3實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的本質(zhì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的本質(zhì)(1)直流不能通過電容器是因?yàn)殡娙萜鞯膬蓚€(gè)極板間直流不能通過電容器是因?yàn)殡娙萜鞯膬蓚€(gè)

6、極板間是絕緣的是絕緣的(2)交變電流加到電容器上后，當(dāng)電源電壓升高時(shí)，交變電流加到電容器上后，當(dāng)電源電壓升高時(shí)，電源給電容器充電，電荷向電容器極板上聚集，在電路電源給電容器充電，電荷向電容器極板上聚集，在電路中，形成充電電流，如圖甲所示；當(dāng)電源電壓降低時(shí)，電中，形成充電電流，如圖甲所示；當(dāng)電源電壓降低時(shí)，電容器放電，原來極板上聚集的電荷又放出，在電路中形成容器放電，原來極板上聚集的電荷又放出，在電路中形成放電電流，如圖乙所示電容器交替進(jìn)行充電和放電，電放電電流，如圖乙所示電容器交替進(jìn)行充電和放電，電路中就有了電流，好像是交變電流路中就有了電流，好像是交變電流“通過通過”了電容器，但了電容器，但

7、實(shí)際上自由電荷并沒有通過電容器兩極板間的絕緣介質(zhì)實(shí)際上自由電荷并沒有通過電容器兩極板間的絕緣介質(zhì)電容器的兩極板之間是絕緣的，不論是恒定電流還電容器的兩極板之間是絕緣的，不論是恒定電流還是交變電流，自由電荷都不能通過兩極板之間的絕緣體是交變電流，自由電荷都不能通過兩極板之間的絕緣體(電介質(zhì)電介質(zhì))1電容器為什么會(huì)對(duì)交變電流產(chǎn)生阻礙作用？電容器為什么會(huì)對(duì)交變電流產(chǎn)生阻礙作用？電源電壓推動(dòng)自由電荷向某一方向做定向運(yùn)動(dòng)時(shí)，電電源電壓推動(dòng)自由電荷向某一方向做定向運(yùn)動(dòng)時(shí)，電容器極板上積累的電荷卻阻礙它們向此方向做定向運(yùn)動(dòng)，容器極板上積累的電荷卻阻礙它們向此方向做定向運(yùn)動(dòng)，這就產(chǎn)生了電容器對(duì)交變電流的阻礙作

8、用這就產(chǎn)生了電容器對(duì)交變電流的阻礙作用2容抗容抗(1)定義：電容器對(duì)交流阻礙作用的大小叫做容抗定義：電容器對(duì)交流阻礙作用的大小叫做容抗(2)影響因素：實(shí)驗(yàn)表明，容抗與電容器電容的大小影響因素：實(shí)驗(yàn)表明，容抗與電容器電容的大小及交流的頻率有關(guān)，電容器的電容及交流的頻率有關(guān)，電容器的電容C越大，交流的頻率越大，交流的頻率f越越高，容抗越小高，容抗越小3電容器在電路中的作用電容器在電路中的作用(1)“隔直流，通交流隔直流，通交流”的作用的作用直流不能通過電容器，因此電容器有直流不能通過電容器，因此電容器有“隔直隔直”作用，作用，對(duì)于電容較大的電容器，容易進(jìn)行充放電，因此這種電容對(duì)于電容較大的電容器，

9、容易進(jìn)行充放電，因此這種電容器一般用來器一般用來“隔直流，通交流隔直流，通交流”，如隔直電容器，如隔直電容器(2)“通高頻，阻低頻通高頻，阻低頻”的作用的作用對(duì)頻率不同的交流，頻率越高，容抗越小，頻率越對(duì)頻率不同的交流，頻率越高，容抗越小，頻率越低，容抗越大電容較小的電容器，對(duì)高頻交流的容抗低，容抗越大電容較小的電容器，對(duì)高頻交流的容抗小，阻礙小，對(duì)低頻交流的容抗大，阻礙大因此，這種小，阻礙小，對(duì)低頻交流的容抗大，阻礙大因此，這種電容器一般用來電容器一般用來“通高頻，阻低頻通高頻，阻低頻”，如高頻旁路電容，如高頻旁路電容器器實(shí)際應(yīng)用電路如圖所示，圖中實(shí)際應(yīng)用電路如圖所示，圖中“”為電路中的直流

10、為電路中的直流成分，成分，“”為電路中的交流低頻成分，為電路中的交流低頻成分，“”“”為電路中的為電路中的交流高頻成分交流高頻成分4電阻、感抗、容抗的對(duì)比電阻、感抗、容抗的對(duì)比電阻電阻感抗感抗容抗容抗產(chǎn)生的原產(chǎn)生的原因因定向移動(dòng)的自由電荷定向移動(dòng)的自由電荷與不動(dòng)的離子間的碰與不動(dòng)的離子間的碰撞撞由于電感線圈的自由于電感線圈的自感現(xiàn)象阻礙電流的感現(xiàn)象阻礙電流的變化變化電容器兩極板上積累電容器兩極板上積累的電荷對(duì)向這個(gè)方向的電荷對(duì)向這個(gè)方向定向移動(dòng)的電荷的反定向移動(dòng)的電荷的反抗作用抗作用在電路中在電路中的特點(diǎn)的特點(diǎn)對(duì)直流、交流均有阻對(duì)直流、交流均有阻礙作用礙作用只對(duì)變化的電流，只對(duì)變化的電流，如交

11、變電流有阻礙如交變電流有阻礙作用作用不能通直流，只能通不能通直流，只能通變化的電流對(duì)直流變化的電流對(duì)直流的阻礙作用無限大，的阻礙作用無限大，對(duì)交流的阻礙作用隨對(duì)交流的阻礙作用隨頻率的降低而增大頻率的降低而增大決定因素決定因素由導(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)由線圈本身的自感由線圈本身的自感系數(shù)和交流的頻率系數(shù)和交流的頻率決定決定由電容的大小和交流由電容的大小和交流的頻率決定的頻率決定電能的轉(zhuǎn)電能的轉(zhuǎn)化與做功化與做功電流通過電阻做功，電流通過電阻做功，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能電能和磁場(chǎng)能往復(fù)電能和磁場(chǎng)能往復(fù)轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化電能與電場(chǎng)能往復(fù)轉(zhuǎn)電能與

12、電場(chǎng)能往復(fù)轉(zhuǎn)化化(1)電感器和電容器在交變電流的電路中，電壓和電電感器和電容器在交變電流的電路中，電壓和電流有效值的分配關(guān)系同恒定電流的電路流有效值的分配關(guān)系同恒定電流的電路(2)交變電流電路中的電感器中，電能和磁場(chǎng)能之間交變電流電路中的電感器中，電能和磁場(chǎng)能之間相互轉(zhuǎn)化，本身不消耗電能相互轉(zhuǎn)化，本身不消耗電能(3)交變電流電路中的電容器中，電能和電場(chǎng)能之間交變電流電路中的電容器中，電能和電場(chǎng)能之間相互轉(zhuǎn)化，本身不消耗電能相互轉(zhuǎn)化，本身不消耗電能.解 題 方 法 指 導(dǎo)對(duì)應(yīng)學(xué)生用書對(duì)應(yīng)學(xué)生用書P39 如圖所示，電路中完全相同的三只燈泡如圖所示，電路中完全相同的三只燈泡A1、A2、A3分別與電阻

13、分別與電阻R、電感、電感L、電容、電容C串聯(lián)，然后再并聯(lián)到串聯(lián)，然后再并聯(lián)到“220 V50 Hz”的交流電源上，三只燈泡亮度恰好相的交流電源上，三只燈泡亮度恰好相同若保持交變電壓有效值同若保持交變電壓有效值U不變，將交變電流的頻率增不變，將交變電流的頻率增大到大到60 Hz，則發(fā)生的現(xiàn)象是，則發(fā)生的現(xiàn)象是()A三燈亮度不變?nèi)裏袅炼炔蛔傿三燈均變亮三燈均變亮CA1不變、不變、A2變亮、變亮、A3變暗變暗DA1不變、不變、A2變暗、變暗、A3變亮變亮【分析】【分析】電阻、電感、電容對(duì)交變電路的影響電阻、電感、電容對(duì)交變電路的影響【解析】【解析】【答案】【答案】D【方法總結(jié)】【方法總結(jié)】電阻對(duì)交變

14、電流的阻礙作用與電流的頻率無關(guān)，只由電阻對(duì)交變電流的阻礙作用與電流的頻率無關(guān)，只由本身決定感抗、容抗大小的決定因素：本身決定感抗、容抗大小的決定因素：(1)感抗：感抗的大小決定于線圈的自感系數(shù)感抗：感抗的大小決定于線圈的自感系數(shù)L和交流和交流電的頻率電的頻率f.線圈的自感系數(shù)越大，交流電的頻率越高，線線圈的自感系數(shù)越大，交流電的頻率越高，線圈的感抗就越大圈的感抗就越大(2)容抗：容抗的大小決定于電容器電容的大小容抗：容抗的大小決定于電容器電容的大小C和電和電流的頻率流的頻率f，交變電流的頻率越高，電容越大，容抗就越，交變電流的頻率越高，電容越大，容抗就越小小在頻率為在頻率為f的交變電流電路中，

15、如圖的交變電流電路中，如圖所示，開關(guān)所示，開關(guān)S依次分別接通依次分別接通R、C、L支路，這時(shí)通過各支支路，這時(shí)通過各支路的電流有效值相等若將交變電流的頻率提高到路的電流有效值相等若將交變電流的頻率提高到2f，維，維持其他條件不變，則下列幾種情況不正確的是持其他條件不變，則下列幾種情況不正確的是()A通過通過R的電流有效值不變的電流有效值不變B通過通過C的電流有效值最大的電流有效值最大C通過通過L的電流有效值最小的電流有效值最小D流過流過R、C、L的電流有效值都不變的電流有效值都不變解析：解析：電阻對(duì)交變電流阻礙作用的大小與電流的頻率電阻對(duì)交變電流阻礙作用的大小與電流的頻率無關(guān)，因此，通過電阻的

16、電流的有效值不變電流的頻率無關(guān)，因此，通過電阻的電流的有效值不變電流的頻率越高，感抗越大，容抗越小，因此，通過電感的電流有效越高，感抗越大，容抗越小，因此，通過電感的電流有效值變小，通過電容器的電流的有效值變大，故值變小，通過電容器的電流的有效值變大，故D錯(cuò)誤錯(cuò)誤答案：答案：D 如圖所示是電視機(jī)電源部分的濾波裝置，當(dāng)輸如圖所示是電視機(jī)電源部分的濾波裝置，當(dāng)輸入端輸入含有直流成分、交流低頻成分的電流后，能在輸入端輸入含有直流成分、交流低頻成分的電流后，能在輸出端得到較穩(wěn)定的直流電，試分析其工作原理及各電容和出端得到較穩(wěn)定的直流電，試分析其工作原理及各電容和電感的作用電感的作用【解析】【解析】當(dāng)含

17、有多種成分的電流輸入到當(dāng)含有多種成分的電流輸入到C1兩端，則兩端，則由于由于C1的的“通交流，隔直流通交流，隔直流”功能，電流中的交流成分被功能，電流中的交流成分被衰減，而線圈衰減，而線圈L有有“通直流，阻交流通直流，阻交流”功能，直流成分電功能，直流成分電流順利通過流順利通過L.一小部分交流通過一小部分交流通過L，到達(dá)，到達(dá)C2兩端時(shí)，兩端時(shí)，C2進(jìn)進(jìn)一步濾除電流中殘余的交流成分，這樣就在輸出端得到較一步濾除電流中殘余的交流成分，這樣就在輸出端得到較穩(wěn)定的直流電，這個(gè)直流電供電視機(jī)內(nèi)芯正常工作穩(wěn)定的直流電，這個(gè)直流電供電視機(jī)內(nèi)芯正常工作【答案】【答案】見解析見解析【方法總結(jié)】【方法總結(jié)】(1

18、)電感有電感有“通直流，阻交流；通低頻，阻高頻通直流，阻交流；通低頻，阻高頻”的的特性，于是在實(shí)際應(yīng)用中出現(xiàn)了低頻扼流圈特性，于是在實(shí)際應(yīng)用中出現(xiàn)了低頻扼流圈(即自感系數(shù)即自感系數(shù)大的線圈大的線圈)和高頻扼流圈和高頻扼流圈(即自感系數(shù)小的線圈即自感系數(shù)小的線圈)(2)電容器有電容器有“通交流，隔直流；通高頻，阻低頻通交流，隔直流；通高頻，阻低頻”的特性，于是在實(shí)際應(yīng)用中出現(xiàn)了的特性，于是在實(shí)際應(yīng)用中出現(xiàn)了“隔直電容器隔直電容器(即電容即電容很大的電容器很大的電容器)”和和“高頻旁路電容器高頻旁路電容器(即電容較小的電容即電容較小的電容器器)”在收音機(jī)線路中，經(jīng)天線接收下來的電信號(hào)既有高頻在收音

19、機(jī)線路中，經(jīng)天線接收下來的電信號(hào)既有高頻成分又有低頻成分，經(jīng)放大后送給下一級(jí)，需要把低頻成成分又有低頻成分，經(jīng)放大后送給下一級(jí)，需要把低頻成分和高頻成分分開，只讓低頻成分輸入給下一級(jí)，我們采分和高頻成分分開，只讓低頻成分輸入給下一級(jí)，我們采用了如圖所示裝置電路，其中代號(hào)用了如圖所示裝置電路，其中代號(hào)a、b應(yīng)選擇的元件是應(yīng)選擇的元件是()Aa是電容較大的電容器，是電容較大的電容器，b是低頻扼流線圈是低頻扼流線圈Ba是電容較大的電容器，是電容較大的電容器，b是高頻扼流線圈是高頻扼流線圈Ca是電容較小的電容器，是電容較小的電容器，b是高頻扼流線圈是高頻扼流線圈Da是電容較小的電容器，是電容較小的電容

20、器，b是低頻扼流線圈是低頻扼流線圈解析：解析：答案：答案：C默 讀 聯(lián) 想 記 憶對(duì)應(yīng)學(xué)生用書對(duì)應(yīng)學(xué)生用書P40課 堂 鞏 固 訓(xùn) 練對(duì)應(yīng)學(xué)生用書對(duì)應(yīng)學(xué)生用書P401.下列說法中正確的是下列說法中正確的是()A電感的感抗只由線圈自身決定電感的感抗只由線圈自身決定B同一電感對(duì)于不同頻率的交變電流的感抗不同同一電感對(duì)于不同頻率的交變電流的感抗不同C電容器的容抗與電容器的電容值及交變電流的頻電容器的容抗與電容器的電容值及交變電流的頻率都有關(guān)率都有關(guān)D同一電容器，接入不同頻率的電路中，電容器的同一電容器，接入不同頻率的電路中，電容器的容抗不變?nèi)菘共蛔兘馕觯航馕觯焊锌褂删€圈的自感系數(shù)感抗由線圈的自感系數(shù)

21、L和交變電流的頻率和交變電流的頻率f共共同決定，故同決定，故A錯(cuò)，錯(cuò)，B對(duì)；電容器的容抗由電容對(duì)；電容器的容抗由電容C和交變電和交變電流頻率流頻率f共同決定，因此，共同決定，因此，C項(xiàng)正確，項(xiàng)正確，D項(xiàng)不正確項(xiàng)不正確答案：答案：BC2對(duì)于扼流圈的以下說法，正確的是對(duì)于扼流圈的以下說法，正確的是()A扼流圈是利用電感阻礙交變電流的作用制成的扼流圈是利用電感阻礙交變電流的作用制成的B低頻扼流圈用來低頻扼流圈用來“通低頻、阻高頻通低頻、阻高頻”C高頻扼流圈用來高頻扼流圈用來“通直流、阻交流通直流、阻交流”D高頻扼流圈對(duì)低頻交變電流阻礙作用較小，對(duì)高高頻扼流圈對(duì)低頻交變電流阻礙作用較小，對(duì)高頻交變電流

22、的阻礙作用很大頻交變電流的阻礙作用很大解析：解析：低頻扼流圈匝數(shù)多，自感系數(shù)大，線圈直流電低頻扼流圈匝數(shù)多，自感系數(shù)大，線圈直流電阻小，因而起到阻小，因而起到“通直流、阻交流通直流、阻交流”的作用，可見低頻扼的作用，可見低頻扼流圈流圈“扼扼”的是交流；高頻扼流圈匝數(shù)少，自感系數(shù)小，的是交流；高頻扼流圈匝數(shù)少，自感系數(shù)小，因而它對(duì)高頻交流電阻礙大，其作用為因而它對(duì)高頻交流電阻礙大，其作用為“通低頻，阻高通低頻，阻高頻頻”，可見，可見“高頻扼流圈高頻扼流圈”“”“扼扼”的是高頻交流電故的是高頻交流電故B、C項(xiàng)錯(cuò)誤，項(xiàng)錯(cuò)誤，A、D正確正確答案：答案：AD3對(duì)交變電流能通過電容器的原因，下列說法正確對(duì)交變電流能通過電容器的原因，下列說法正確的是的是()A當(dāng)電容器接到交流電源上時(shí)，因?yàn)橛凶杂呻姾赏ó?dāng)電容器接到交流電源上時(shí)，因?yàn)橛凶杂呻姾赏ㄟ^電容器，電路中才有交變電流過電容器，電路中才有交變電流B當(dāng)電容器接到交流電源上時(shí)，電容器交替進(jìn)行充當(dāng)電容器接到交流電源上時(shí)，電容器交替進(jìn)行充電和放電，電路中才有交變電流電和放電，電路中才有交變電流C在有電容器的交流電路中，沒有電荷定向移動(dòng)在有電容器的交流電路中，沒有電荷定向移動(dòng)D在有電容器的交流電路中，沒有電荷通過電容器在有電容器的交流電路中，沒有電荷通過