電阻、電感與電容對交變電流的作用

1、電阻、電感和電容對交變電流電阻、電感和電容對交變電流的作用的作用1、認(rèn)識電阻對交變電流的作用、認(rèn)識電阻對交變電流的作用2、研究電感對交變電流的作用、研究電感對交變電流的作用3、研究電容對交變電流的作用、研究電容對交變電流的作用1、導(dǎo)體內(nèi)有大量的、導(dǎo)體內(nèi)有大量的_，這是允許電流通，這是允許電流通過的必要條件，同時(shí)導(dǎo)體又對電流有過的必要條件，同時(shí)導(dǎo)體又對電流有_，這個(gè)這個(gè)_就是我們所說的就是我們所說的電阻電阻2、導(dǎo)體對交變電流和對直流電呈現(xiàn)的電阻是、導(dǎo)體對交變電流和對直流電呈現(xiàn)的電阻是_的，電阻定律和歐姆定律都成立的，電阻定律和歐姆定律都成立自由電子自由電子阻礙作用阻礙作用阻礙作用阻礙作用相同相同

2、一、認(rèn)識電阻對交變電流的作用一、認(rèn)識電阻對交變電流的作用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與白熾燈串與白熾燈串聯(lián)起來，先把它們接到直流電源上，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電壓與交流電壓的有效值相等觀察兩種情況下燈泡的亮度察兩種情況下燈泡的亮度二、電感對交變電流的作用二、電感對交變電流的作用實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：B燈比燈比A燈暗；增大線圈的自燈暗；增大線圈的自感系數(shù)，燈泡更暗；增大交變電感系數(shù)，燈泡更暗；增大交變電流的頻率，燈泡更暗流的頻率，燈泡更暗實(shí)驗(yàn)結(jié)論：實(shí)驗(yàn)結(jié)論：電感對交變電流有阻礙

3、作電感對交變電流有阻礙作用線圈的自感系數(shù)越大，交變用線圈的自感系數(shù)越大，交變電流的頻率越高，阻礙作用就越電流的頻率越高，阻礙作用就越大大2感抗感抗電感器對交流電的阻礙作用電感器對交流電的阻礙作用的大小用的大小用感抗感抗表示表示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，因此在線圈于電流時(shí)刻都在變化，因此在線圈中就會(huì)產(chǎn)生中就會(huì)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢自感電動(dòng)勢，而自感電，而自感電動(dòng)勢總是要阻礙原電流的變化，故動(dòng)勢總是要阻礙原電流的變化，故電感線圈對交變電流會(huì)起阻礙作電感線圈對交變電流會(huì)起阻礙作用用我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過，我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過，自感電動(dòng)勢自感電動(dòng)勢

4、的大小與線圈的的大小與線圈的自感系數(shù)自感系數(shù)及及電流變電流變化化的快慢有關(guān)：的快慢有關(guān)：自感系數(shù)自感系數(shù)越大，交越大，交變電流的變電流的頻率頻率越高，產(chǎn)生的越高，產(chǎn)生的自感電自感電動(dòng)勢動(dòng)勢就越大，對交變電流的阻礙作就越大，對交變電流的阻礙作用就越大，用就越大，感抗感抗也就越大也就越大4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)成正比可用公式表示，不作計(jì)算要求，單位是歐姆XL2fL5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，只對高頻扼流圈的自感系數(shù)很小，只對高頻交變電流有較大的作用，對低頻交高頻交變電流有較大的作用，對低頻交變電流的阻礙作用較小，對直流的

5、阻礙變電流的阻礙作用較小，對直流的阻礙作用更小作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)生的感抗也很交流的頻率較低，它產(chǎn)生的感抗也很大它具有大它具有“通直流，阻交流通直流，阻交流”的作的作用用電感線圈對交變電流的阻電感線圈對交變電流的阻礙作用的礙作用的本質(zhì)本質(zhì)是交變電流通過是交變電流通過線圈時(shí)，由于電流時(shí)刻都在變線圈時(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)化，所以自感現(xiàn)象就不斷地發(fā)生，而自感電動(dòng)勢總是要阻礙生，而自感電動(dòng)勢總是要阻礙電流的變化電

6、流的變化1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A不亮；接通交流電源時(shí)，燈泡B亮2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三、電容對交變電流的作用三、電容對交變電流的作用3實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的本質(zhì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的本質(zhì)(1)直流不能通過電容直流不能通過電容器是因?yàn)殡娙萜鞯膬蓚€(gè)極器是因?yàn)殡娙萜鞯膬蓚€(gè)極板間是絕緣的板間是絕緣的(2)交變電流加到電容器上交變電流加到電容器上后，當(dāng)電源電壓升高時(shí)，電源后，當(dāng)電源電壓升高時(shí)，電源給電容器充電，電荷向電容器給電容器充電，電荷向電容器極板上聚集，在電路中，形成極板上聚集，在電路中，形成充電電流充電電流，如圖甲所示；，如圖甲所示；當(dāng)電源電壓降低時(shí)，電容器放電

7、，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，在電原來極板上聚集的電荷又放出，在電路中形成路中形成放電電流放電電流，如圖乙所示，如圖乙所示電容器交替進(jìn)行充電和放電，電路中電容器交替進(jìn)行充電和放電，電路中就有了電流，就有了電流，好像是交變電流好像是交變電流“通過通過”了電容器，但實(shí)際上自由電荷并沒有了電容器，但實(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)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))1電容器為什么會(huì)電容器為什么會(huì) 對交變電流產(chǎn)生阻對交變電流產(chǎn)生阻 礙作用？礙作用？電源電壓推動(dòng)自由

8、電荷向某電源電壓推動(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)生了電方向做定向運(yùn)動(dòng)，這就產(chǎn)生了電容器對交變電流的阻礙作用容器對交變電流的阻礙作用2容抗容抗(1)定義：電容器對交流阻定義：電容器對交流阻礙作用的大小叫做礙作用的大小叫做容抗容抗(2)影響因素：實(shí)驗(yàn)表明，影響因素：實(shí)驗(yàn)表明，容抗容抗與電容器與電容器電容電容的大小及交的大小及交流電的流電的頻率頻率有關(guān)，電容器的電有關(guān)，電容器的電容容C越大，交流的頻率越大，交流的頻率f越高，越高，容抗越小公式表示：容抗越小公式表示：XC12fC其中其

9、中 f 是交變電流的頻率，是交變電流的頻率，C 是電容器的電容是電容器的電容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”的作的作用用直流不能通過電容器，因此直流不能通過電容器，因此電容器有電容器有“隔直隔直”作用，對于電作用，對于電容較大的電容器，容易進(jìn)行充放容較大的電容器，容易進(jìn)行充放電，因此這種電容器一般用來電，因此這種電容器一般用來“隔直流，通交流隔直流，通交流”，如隔直電，如隔直電容器容器3電容器在電路中的作用電容器在電路中的作用(2)“通高頻，阻低頻通高頻，阻低頻”的作用的作用對頻率不同的交流，頻率越高，對頻率不同的交流，頻率越高，容抗越小，頻率越

10、低，容抗越容抗越小，頻率越低，容抗越大電容較小的電容器，對高頻交大電容較小的電容器，對高頻交流的容抗小，阻礙小，對低頻交流流的容抗小，阻礙小，對低頻交流的容抗大，阻礙大因此，這種電的容抗大，阻礙大因此，這種電容器一般用來容器一般用來“通高頻，阻低頻通高頻，阻低頻”，如高頻旁路電容器如高頻旁路電容器實(shí)際應(yīng)用電路如圖所示，實(shí)際應(yīng)用電路如圖所示，圖中圖中“”為電路中的直流成分，為電路中的直流成分，“”為電路中的交流低頻成為電路中的交流低頻成分，分，“ ”“ ”為電路中的交流高為電路中的交流高頻成分頻成分4電阻、感抗、容抗的對比電阻、感抗、容抗的對比電阻電阻感抗感抗容抗容抗產(chǎn)生的產(chǎn)生的原因原因定向移動(dòng)

11、的自由定向移動(dòng)的自由電荷與不動(dòng)的離電荷與不動(dòng)的離子間的碰撞子間的碰撞由于電感線圈由于電感線圈的自感現(xiàn)象阻的自感現(xiàn)象阻礙電流的變化礙電流的變化電容器兩極板上積累的電電容器兩極板上積累的電荷對向這個(gè)方向定向移動(dòng)荷對向這個(gè)方向定向移動(dòng)的電荷的反抗作用的電荷的反抗作用在電路在電路中的特中的特點(diǎn)點(diǎn)對直流、交流均對直流、交流均有阻礙作用有阻礙作用只對變化的電只對變化的電流，如交變電流，如交變電流有阻礙作用流有阻礙作用不能通直流，只能通變化不能通直流，只能通變化的電流對直流的阻礙作的電流對直流的阻礙作用無限大，對交流的阻礙用無限大，對交流的阻礙作用隨頻率的降低而增大作用隨頻率的降低而增大決定因決定因素素由導(dǎo)

12、體本身由導(dǎo)體本身(長短、長短、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頻由電容的大小和交流的頻率決定率決定電能的電能的轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)化與做功做功電流通過電阻做電流通過電阻做功，電能轉(zhuǎn)化為功，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能內(nèi)能電能和磁場能電能和磁場能往復(fù)轉(zhuǎn)化往復(fù)轉(zhuǎn)化電能與電場能往復(fù)轉(zhuǎn)化電能與電場能往復(fù)轉(zhuǎn)化(1)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(2)交變電流電路中的電感器中，電能和磁場能之間相互轉(zhuǎn)化，本身不消耗電能(3)交變電流電路中的電容器中，電能和電場能之間相互轉(zhuǎn)化，

13、本身不消耗電能.如圖所示，電路中完全相同的如圖所示，電路中完全相同的三只燈泡三只燈泡A1、A2、A3分別與電阻分別與電阻R、電感電感L、電容、電容C串聯(lián)，然后再并聯(lián)串聯(lián)，然后再并聯(lián)到到“220 V50 Hz”的交流電源的交流電源上，三只燈泡亮度恰好相同若保上，三只燈泡亮度恰好相同若保持交變電壓有效值持交變電壓有效值U不變，將交變不變，將交變電流的頻率增大到電流的頻率增大到60 Hz，則發(fā)生，則發(fā)生的現(xiàn)象是的現(xiàn)象是()試題訓(xùn)練試題訓(xùn)練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【答案】D【分析】【分析

14、】電阻、電感、電容對交變電路的影響電阻、電感、電容對交變電路的影響【解析】【方法總結(jié)】電阻對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：(1)感抗：感抗的大小決定于線圈的自感系數(shù)L和交流電的頻率f.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(2)容抗：容抗的大小決定于電容器電容的大小C和電流的頻率f，交變電流的頻率越高，電容越大，容抗就越小默 讀 聯(lián) 想 記 憶課 堂 鞏 固 訓(xùn) 練1.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電感的感抗只由線圈自身決定決定B同一電感對于不同頻率的同一電感對于不同頻率的交變電流的感抗不同交變電流的感抗不同C電容器的容抗與電容器的電容器的容抗與電容器的電容值及交變電流