電感和電容對(duì)交變電流的影響

在直流電路中，影響電流和電壓關(guān)系的只有電阻在交流電路中影響電流和電壓關(guān)系的除了電阻，還有電感和電容．通過(guò)電感和電容對(duì)交變電流影響的分析討論，我們可以進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到交流與直流的區(qū)別．5.3電感和電容對(duì)交變電流的

影響中加雙語(yǔ)學(xué)校復(fù)習(xí)回憶1、什么是自感？2、自感電動(dòng)勢(shì)在電路中的作用3、自感電動(dòng)勢(shì)大小4、電容器的充電和放電過(guò)程自主學(xué)習(xí)目標(biāo)1．知道為什么電感對(duì)交變電流有阻礙作用．2．知道用感抗來(lái)表示電感對(duì)交變電流阻礙作用的大小，知道感抗與哪些因素有關(guān)．3．知道交變電流能通過(guò)電容，知道為什么電容器對(duì)交變電流有阻礙作用．4．知道用容抗來(lái)表示電容對(duì)交變電流阻礙作用的大小，知道容抗與哪些因素有關(guān)．自主學(xué)習(xí)指導(dǎo)1．定義：對(duì)電流阻礙作用的大小，用感抗表示．2．感抗的成因：因?yàn)榻蛔冸娏鞯碾S時(shí)間周期性變化，這個(gè)變化的電流通過(guò)線圈時(shí)產(chǎn)生一個(gè)自感電動(dòng)勢(shì)，自感電動(dòng)勢(shì)總是阻礙的變化，故線圈對(duì)交變電流有阻礙作用，這就是感抗．3．決定因素：研究可得出線圈的感抗XL與它的自感系數(shù)L及交變電流的頻率f間有如下的關(guān)系：4．低頻扼流圈：自感系數(shù)的線圈〔約幾十亨〕，線圈電阻較，對(duì)直流的阻礙作用較小，這種線圈可以“通，阻〞。5．高頻扼流圈：自感系數(shù)較小的線圈〔約幾個(gè)毫亨〕，對(duì)低頻交變電流的阻礙作用較而對(duì)高頻交變電流的阻礙作用很，可以用來(lái)“通，阻〞。1電流實(shí)際上并沒(méi)有通過(guò)電容器，也就是說(shuō)，自由電荷定向移動(dòng)，不會(huì)從一個(gè)極板經(jīng)極板間的電介質(zhì)到達(dá)另一個(gè)極板．2電容器“通交流〞，只不過(guò)是在交變電壓的作用下，當(dāng)電源電壓升高時(shí)，電容器，電荷向電容器的極板上集聚，形成；當(dāng)電源電壓降低時(shí)，電容器，電荷從電容器的極板上放出，形成．電容器交替進(jìn)行充電和放電，電路中就有了電流，表現(xiàn)為交流“通過(guò)〞了電容器．1．定義：對(duì)交流的阻礙作用的大小，用容抗來(lái)表示．3．成因：電容器接入交流電路中后，極板上的電荷形成了二極板間的電壓，這電壓和電源電壓相反，從而產(chǎn)生了對(duì)交變電流的阻礙作用，即形成了容抗．4．決定因素：交流電路中的容抗和交變電流的頻率、電容器的電容成反比．容抗與交變電流的頻率和電容的關(guān)系為XC＝1/2πfC，即交流電的頻率越大，電容越，電容器對(duì)交變電流的阻礙作用越小，容抗越．5．電感的作用是：“通、阻、通、阻〞．6．電容的作用是：“通、直流、通、阻〞．一、電感對(duì)交變電流的阻礙作用通直流電源時(shí)，燈泡亮些；通交流電源時(shí)，燈泡暗些1．實(shí)驗(yàn):說(shuō)明電感對(duì)交變電流有阻礙作用．2．成因：由于交變電流是不斷變化的，所以在電感線圈上產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，自感電動(dòng)勢(shì)是阻礙電流的變化.3．感抗XL：電感對(duì)交變電流阻礙作用的大小叫做感抗.單位:Ω歐姆4．影響感抗的因素：線圈的自感系數(shù)和交變電流的頻率，電感越大，頻率越高，感抗越大．

〔4〕感抗的應(yīng)用：兩種扼流圈〔a〕低頻扼流圈：自感系數(shù)為幾十亨，對(duì)低頻交流電有較大阻礙作用，對(duì)直流的阻礙作用較小，其作用：“通直流，阻交流〞。〔b〕高頻扼流圈：自感系數(shù)為幾毫亨，對(duì)低頻交流電阻礙作用較小，對(duì)高頻交變電流阻礙作用很大，其作用：“通低頻，阻高頻〞。5．應(yīng)用⑴低頻扼流圈⑵高頻扼流圈構(gòu)造：作用：構(gòu)造：作用：鐵芯，匝數(shù)多L大(幾十亨)通直流，阻交流鐵氧體芯，匝數(shù)少L小(幾毫亨)通低頻，阻高頻請(qǐng)同學(xué)們分析一下，低頻扼流圈對(duì)高頻交流電是否有顯著的阻礙作用？高頻扼流圈對(duì)低頻交流電是否有顯著的阻礙作用？有無(wú)結(jié)論:“通直流，阻交流；通低頻、阻高頻〞“濾波〞二、交變電流能夠通過(guò)電容器實(shí)驗(yàn)電路如下圖，將雙刀雙擲開(kāi)關(guān)S分別接到電壓相等的直流電源和交流電源上，觀察燈泡的亮暗．S接直流電源時(shí)，燈泡不亮；

S接交流電源時(shí)，燈泡發(fā)光．1．實(shí)驗(yàn):說(shuō)明直流不能通過(guò)電容器，而交流能夠“通過(guò)〞電容器．2．對(duì)電容器“隔直流、通交流〞的理解電容器的兩極板間用絕緣介質(zhì)隔開(kāi)，因此直流不能通過(guò)．電容器接上交流電源時(shí)，自由電荷并未通過(guò)極板間的絕緣介質(zhì)，只是在交變電壓的作用下，電容器交替地進(jìn)行充、放電，電路中有了電流，表現(xiàn)為交流“通過(guò)〞了電容器．三、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

a.在前面實(shí)驗(yàn)中除去電容實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：燈均變亮

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：電容器對(duì)交流電路存在阻礙作用，且電容越大、頻率越高，阻礙作用越小。c.換一個(gè)電容大的b.升高交變電流的頻率1.演示實(shí)驗(yàn)1．實(shí)驗(yàn):說(shuō)明電容器對(duì)交流有阻礙作用．2．容抗XＣ：電容對(duì)交變電流阻礙作用的大小叫做容抗.3．影響容抗的因素：電容器的電容和交變電流的頻率，電容越大，頻率越高，容抗越小．4．實(shí)際應(yīng)用隔直電容器——通交流、隔直流．旁路電容器——通高頻、阻低頻．讓高頻交流信號(hào)通過(guò)電容，而將低頻信號(hào)送到下一級(jí)z

1使用220V交流電源的電氣設(shè)備和電子儀器，金屬外殼和電源之間都有良好的絕緣，但是有時(shí)候用手觸摸外殼仍會(huì)感到“麻手”，用試電筆測(cè)試時(shí)，氖管發(fā)光，這是為什么？思考與討論與電源相連的機(jī)芯和金屬外殼可以看作電容器的兩個(gè)極板，電源中的交變電流能夠通過(guò)這個(gè)“電容器”。原因：1、如下圖電路中，三只電燈的亮度相同，如果交流電的頻率增大，三盞電燈的亮度將如何改變？為什么？燈L1變暗燈L2變亮燈L3亮度不變?nèi)缦聢D，線圈的自感系數(shù)和電容器的電容都很小〔如L=1mH，C=200pF〕，此電路的重要作用是A．阻直流通交流，輸出交流B．阻交流通直流，輸出直流C．阻低頻通高頻，輸出高頻交流D．阻高頻通低頻，輸出低頻交流和直流因線圈自感系數(shù)很小，所以對(duì)低頻成分的阻礙作用很小，這樣直流和低頻成分能順利通過(guò)殘留，電容器并聯(lián)在電路中，起旁路作用，因電容C很小，對(duì)低頻成分的阻礙作用很大，而對(duì)局部通過(guò)線圈的高頻成分阻礙作用很小，最終輸出的是低頻交流和直流．所以，正確選項(xiàng)為D．2、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下一級(jí)裝置，只要在兩級(jí)電路之間接入一個(gè)電容器〔稱做隔直電容器〕就可以了。電容器應(yīng)并聯(lián)還是串聯(lián)接入電路？右圖所示的接法對(duì)嗎？為什么？~~后級(jí)輸入前級(jí)輸出答：電容器應(yīng)串聯(lián)接入電路，圖示接法是正確的。由于電容器串聯(lián)接入電路，，直流成分不能通過(guò)，而交流成分可以通過(guò)電容器被輸出到下一級(jí)裝置。通直流，阻交流

電容對(duì)交變電流的作用：通交流，隔直流電感對(duì)交變電流的作用：低頻扼流圈〔L大〕高頻扼流圈〔L小〕隔直電容〔C大〕高頻旁路電容〔C小〕通低頻，阻高頻通高頻，阻低頻5.3電感和電容對(duì)交變電流的影響小結(jié)感抗和容抗跟電感和電容本身有關(guān)，還跟交流的頻率有關(guān)。fLXLp2=說(shuō)一說(shuō)為了盡量減少R2上的交流成分，應(yīng)該怎樣選擇線圈的自感和電容器的電容？有些電源輸出的電流既有交流成分又有直流成分，而我們只需要穩(wěn)定的直流，不希望其中混有太多的交流成分，這時(shí)可以采用圖5.3-3的電路．現(xiàn)在我們又知道，電容具有“隔直流、通交流〞的作用，如果同時(shí)使用電感和電容器，是不是可以使負(fù)載R２上的交流成分更少？試著在圖5.3-3的根底上畫(huà)出這樣的電路圖。

R1R2LC交、直流成分均有圖5.3-3低頻扼流圈用來(lái)“通直流，阻交流〞圖5.3-3低頻扼流圈的作用課堂練習(xí)1.由于電容器串聯(lián)在前級(jí)和后級(jí)之間，前級(jí)輸出的直流成分不能通過(guò)電容器，而交流成分可以通過(guò)電容器被輸送到后級(jí)裝置中，輸入后級(jí)的成分中不含有前級(jí)的直流成分，所以兩級(jí)的直流工作狀態(tài)相互不影響．課堂練習(xí)2.電容器對(duì)高頻成分的容抗小，對(duì)低頻成分的容抗大，按照?qǐng)D所示連接，高頻成分就通過(guò)“旁邊〞的電容器，而使低頻成分輸送到下一級(jí)裝置．如下圖,當(dāng)交流電源的電壓〔有效值〕U＝220V,頻率f＝50Hz時(shí),三只燈A、B、C的亮度相同〔L無(wú)直流電阻〕(1)將交流電源的頻率變?yōu)閒＝100Hz，那么〔〕(2)將電源改為U＝220V的直流電源，那么〔〕A．A燈比原來(lái)亮B．B燈比原來(lái)亮C．C燈和原來(lái)一樣亮D．C燈比原來(lái)亮AC