5.3电感和电容对交变电流的影响(刘玉兵)解析.ppt

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1、SELSuL演示实验演示实验1 1实验：实验：把带铁芯的线圈把带铁芯的线圈L L与小灯泡串联起来，先把他们接到直流电源上，与小灯泡串联起来，先把他们接到直流电源上，再把他们接到交流电源上，取直流电源的电压与交流电源的有效值相等。再把他们接到交流电源上，取直流电源的电压与交流电源的有效值相等。现象：现象：接通直流源时电灯泡亮一些，接通交流源时电灯泡暗一些接通直流源时电灯泡亮一些，接通交流源时电灯泡暗一些接通直流源时电灯泡亮一些，接通交流源时电灯泡暗一些接通直流源时电灯泡亮一些，接通交流源时电灯泡暗一些 解释：解释：接交流电源时，由于变化的电流通过电感线圈时发生自感现象，产接交流电源时，由于变化的

2、电流通过电感线圈时发生自感现象，产接交流电源时，由于变化的电流通过电感线圈时发生自感现象，产接交流电源时，由于变化的电流通过电感线圈时发生自感现象，产生阻碍电流变化的自感电动势，使得电路中的电流变得小而平缓，因此灯生阻碍电流变化的自感电动势，使得电路中的电流变得小而平缓，因此灯生阻碍电流变化的自感电动势，使得电路中的电流变得小而平缓，因此灯生阻碍电流变化的自感电动势，使得电路中的电流变得小而平缓，因此灯泡变暗。泡变暗。泡变暗。泡变暗。结论：结论：电感对交变电流有阻碍作用电感对交变电流有阻碍作用电感对交变电流有阻碍作用电感对交变电流有阻碍作用电感对交变电流的阻碍作用电感对交变电流的阻碍作用1 1

3、、感抗：、感抗：表示电感对交变电流的阻碍作用的大小。表示电感对交变电流的阻碍作用的大小。2 2、感抗的大小、感抗的大小自感系数越大、交流的频率越高，线圈的感抗越大。自感系数越大、交流的频率越高，线圈的感抗越大。3 3、特性：、特性：通直流、阻交流，通低频、阻高频。通直流、阻交流，通低频、阻高频。4 4、应用举例：、应用举例：低频扼流圈和高频扼流圈低频扼流圈和高频扼流圈 内因内因自感系数越大自感系数越大外因外因交流的频率交流的频率f.1 1 1 1、低频扼流圈：、低频扼流圈：、低频扼流圈：、低频扼流圈：2 2 2 2、高频扼流圈：、高频扼流圈：、高频扼流圈：、高频扼流圈：1 1 1 1）构造构造

4、构造构造：线圈绕在闭合的铁：线圈绕在闭合的铁：线圈绕在闭合的铁：线圈绕在闭合的铁芯上，匝数芯上，匝数芯上，匝数芯上，匝数N N N N为几千为几千为几千为几千 几万，自几万，自几万，自几万，自感系数感系数感系数感系数L L L L为几十亨，且线圈的为几十亨，且线圈的为几十亨，且线圈的为几十亨，且线圈的电阻较小。电阻较小。电阻较小。电阻较小。2 2 2 2）作用作用作用作用：通直流，阻交流：通直流，阻交流：通直流，阻交流：通直流，阻交流1 1 1 1）构造构造构造构造：线圈绕在圆柱形的铁：线圈绕在圆柱形的铁：线圈绕在圆柱形的铁：线圈绕在圆柱形的铁氧体芯上，匝数氧体芯上，匝数氧体芯上，匝数氧体芯上

5、，匝数N N N N为几百或几十，为几百或几十，为几百或几十，为几百或几十，自感系数自感系数自感系数自感系数L L L L为几个毫亨。为几个毫亨。为几个毫亨。为几个毫亨。2 2 2 2）作用作用作用作用：通直流，通低频，：通直流，通低频，：通直流，通低频，：通直流，通低频，阻高频阻高频阻高频阻高频电感在生产科技中的应用电感在生产科技中的应用电感在生产科技中的应用电感在生产科技中的应用演示实验演示实验2 2实验：实验：把电容器与小灯泡串联起来，先把他们接到直流电源把电容器与小灯泡串联起来，先把他们接到直流电源上，再把他们接到交流电源上，观察灯泡的发光情况。上，再把他们接到交流电源上，观察灯泡的发

6、光情况。现象：现象：通入直流电灯泡不亮，接入交流电时灯泡亮了。通入直流电灯泡不亮，接入交流电时灯泡亮了。解释：解释：电容器通过充电和放电，电路中就有了电流，表现为电容器通过充电和放电，电路中就有了电流，表现为交流通过了电路。交流通过了电路。结论：结论：直流不能通过电容器。交流能通过电容器。直流不能通过电容器。交流能通过电容器。SECSuC交变电流能够通过电容器交变电流能够通过电容器 电容器接到交流电源时，实际上自由电荷也没有通过两电容器接到交流电源时，实际上自由电荷也没有通过两极间的绝缘介质，只是由于两极板间的电压在变化，当电压极间的绝缘介质，只是由于两极板间的电压在变化，当电压升高升高 时，

7、电荷向电容器的极板上聚集，形成充电电流；当时，电荷向电容器的极板上聚集，形成充电电流；当电压降低时，电荷离开极板，开成放电电流。电容器交替进电压降低时，电荷离开极板，开成放电电流。电容器交替进行充电和放电，电路中就有了电流，表现为交流行充电和放电，电路中就有了电流，表现为交流“通过通过”了了电容器。电容器。演示实验演示实验3 3实验：实验：先把电容器与小灯泡串联起来，接到交流电源上；再先把电容器与小灯泡串联起来，接到交流电源上；再把电容器从电路中取下来。观察灯泡的发光情况。把电容器从电路中取下来。观察灯泡的发光情况。现象：现象：取下电容器后灯泡更亮。取下电容器后灯泡更亮。结论：结论：电容器对交

8、流有阻碍作用。电容器对交流有阻碍作用。SuSuC电容器对交变电流的阻碍作用电容器对交变电流的阻碍作用1 1、容抗：、容抗：表示电容器对交变电流的阻碍作用的大小。表示电容器对交变电流的阻碍作用的大小。2 2、容抗的大小、容抗的大小电容越小、交流的频率越低，容抗越大。电容越小、交流的频率越低，容抗越大。3 3、特性：、特性：通交流、隔直流；通高频、阻低频通交流、隔直流；通高频、阻低频 。4.4.能量的转化：电能和电场能往复转化能量的转化：电能和电场能往复转化小结：小结：电感对交变电流的作用：电感对交变电流的作用：通直流通直流 ，阻交流，阻交流 通低频，通低频，阻高频阻高频 低频扼流圈（低频扼流圈（

9、L L大）大）高频扼流圈（高频扼流圈（L L小）小）电容对交变电流的作用：电容对交变电流的作用：通交流通交流 ，隔隔直流直流 通高频通高频 ，阻低频，阻低频隔直电容器隔直电容器高频旁路电容器（高频旁路电容器（C C小）小）例例1 1、如图所示，如图所示，L L为电感线圈，为电感线圈，R R为灯泡，电流表内阻为为灯泡，电流表内阻为零，电压表内阻无穷大，交流电源的电压零，电压表内阻无穷大，交流电源的电压u=311sin100t Vu=311sin100t V，若保持电压的有效值不变，只将电源频率改为若保持电压的有效值不变，只将电源频率改为100Hz100Hz，下列说，下列说法正确的是法正确的是 A

10、 A、电流表示数增大、电流表示数增大 B B、电压表示数增大、电压表示数增大 C C、灯泡变暗、灯泡变暗 D D、灯泡变亮、灯泡变亮BC 例例2 2、如图所示，接在交流电源上的电灯泡正常发光，如图所示，接在交流电源上的电灯泡正常发光，以下说法正确的是以下说法正确的是 A A、把电介质插入电容器，灯泡变亮；、把电介质插入电容器，灯泡变亮；B B、增大电容器两板间的距离，灯泡变亮；、增大电容器两板间的距离，灯泡变亮；C C、减少电容器两板间的正对面积，灯泡变暗；、减少电容器两板间的正对面积，灯泡变暗；D D、使交变电流频率减小，灯泡变暗、使交变电流频率减小，灯泡变暗ACD 例例3 3、如图所示，线

11、圈的自感系数如图所示，线圈的自感系数L L和电容器的和电容器的电容电容C C都很小，此电路的重要作用是都很小，此电路的重要作用是 A.A.阻直流通交流，输出交流阻直流通交流，输出交流 B.B.阻交流通直流，输出直流阻交流通直流，输出直流 C.C.阻低频通高频，输出高频电流阻低频通高频，输出高频电流 D.D.阻高频通低频，输出低频和直流阻高频通低频，输出低频和直流D 例例4 4、如图所示电路中，三只电灯的亮度相同，如果交如图所示电路中，三只电灯的亮度相同，如果交流电的频率增大，三盏电灯的亮度将如何改变流电的频率增大，三盏电灯的亮度将如何改变?为什么为什么?灯泡灯泡L1L1的亮度将变暗；的亮度将变

12、暗；灯泡灯泡L2L2的亮度将变亮的亮度将变亮.因此其亮度不变。因此其亮度不变。例例5 5、“二分频二分频”，音箱内有两个不同口径的扬声器，它们，音箱内有两个不同口径的扬声器，它们的固有频率分别处于高音、低音频段，分别称为高音扬声器和低的固有频率分别处于高音、低音频段，分别称为高音扬声器和低音扬声器音箱要将扩音机送来的含有不同频率的混合音频电流音扬声器音箱要将扩音机送来的含有不同频率的混合音频电流按高、低频段分离出来，送往相应的扬声器按高、低频段分离出来，送往相应的扬声器 图为音箱的电路图，高、低频混合电流由图为音箱的电路图，高、低频混合电流由a a、b b端输入，端输入，L L1 1和和L L

13、2 2是线圈，是线圈，C C1 1和和C C2 2是电容器是电容器 A.A.甲扬声器是高音扬声器甲扬声器是高音扬声器 B.CB.C2 2的作用是阻碍低频电流通过乙扬声器的作用是阻碍低频电流通过乙扬声器 C.LC.L1 1的作用是阻碍低频电流的作用是阻碍低频电流 通过甲扬声器通过甲扬声器 D.LD.L2 2的作用是减弱乙扬声器的作用是减弱乙扬声器 的低频电流的低频电流BD 一、电感器对交变电流的阻碍作用一、电感器对交变电流的阻碍作用1电电感感对对交交变变电电流流的的阻阻碍碍作作用用的的大大小小用用_来来表表示示，线线圈圈的的_越越大大，交交变变电电流流的的_越越高，阻碍作用就越大，高，阻碍作用就

14、越大，_也就越大也就越大感抗感抗自感系数自感系数频率频率感抗感抗课课堂堂小小结结2扼扼流流圈圈是是电电子子技技术术中中常常用用的的电电子子元元件件，分分为为两两种种：一一种种是是线线圈圈绕绕在在铁铁芯芯上上，它它的的自自感感系系数数较较_，感感抗抗 较较 大大，叫叫 做做 _扼扼 流流 圈圈，它它 的的 作作 用用 是是_；另另一一种种是是线线圈圈绕绕在在铁铁氧氧体体芯芯上上或或空空心心，它它的的自自感感系系数数较较_,感感抗抗较较小小，叫叫做做_扼扼流圈流圈,它的作用是它的作用是_大大低频低频通直流，阻交流通直流，阻交流小小高频高频通低频，阻高频通低频，阻高频二、交变电流能够通过电容器二、交

15、变电流能够通过电容器通通过过实实验验可可以以看看到到交交变变电电流流能能够够通通过过电电容容器器，其其实实自自由由电电荷荷并并未未通通过过两两极极板板间间的的绝绝缘缘介介质质，只只是是在在交交流流电电压压的的作作用用下下，电电容容器器交交替替进进行行_和和_，电路中就有了电流电路中就有了电流充电充电放电放电课课堂堂小小结结三、电容器对交变电流的阻碍作用三、电容器对交变电流的阻碍作用电电容容对对交交变变电电流流的的阻阻碍碍作作用用的的大大小小用用_来来表表示示，电电容容器器的的_越越大大，交交变变电电流流的的频频率率越越高高，电电容容器器对对交交变变电电流流的的阻阻碍碍作作用用就就越越小小，_也

16、也就就越越小小电容对交变电流的作用是电容对交变电流的作用是_容抗容抗电容电容容抗容抗通交流，隔直流，通交流，隔直流，随随堂堂小小结结通高频，阻低频通高频，阻低频1.1.如如图图所所示示，线线圈圈的的自自感感系系数数和和电电容容器器的的电电容容都都很很小（如小（如L L=1mH=1mH，C C=200pF=200pF），此电路的重要作用是），此电路的重要作用是 A A阻直流通交流，输出交流阻直流通交流，输出交流B B阻交流通直流，输出直流阻交流通直流，输出直流C C阻低频通高频，输出高频交流阻低频通高频，输出高频交流D D阻高频通低频，输出低频交流和直流阻高频通低频，输出低频交流和直流D随堂练习

17、2.2.如如图图所所示示，白白炽炽灯灯和和电电容容器器串串联联后后接接在在交交变变电电源源的两端的两端,当交流电源的频率增加时当交流电源的频率增加时()A A电流表示数增大电流表示数增大B B电压表示数增大电压表示数增大C C灯泡变暗灯泡变暗D D灯泡变亮灯泡变亮AD随堂练习3.如图所示，从如图所示，从ab端输入的交流含有高频和低频成端输入的交流含有高频和低频成分，为了使分，为了使R上尽可能少地含有高频成分，采用图示上尽可能少地含有高频成分，采用图示电路，其电路，其L的作用是的作用是_，C的作用的作用是是_。通低频、阻高频通低频、阻高频通高频、阻低频通高频、阻低频随堂练习4.如图所示，甲、乙是

18、规格相同的灯泡，如图所示，甲、乙是规格相同的灯泡，A、B两端两端加直流电压时，甲灯正常发光，乙灯完全不亮；当加直流电压时，甲灯正常发光，乙灯完全不亮；当A、B两端加上有效值和直流电压相等的交流电压时，甲两端加上有效值和直流电压相等的交流电压时，甲灯发出微弱的光，乙灯能正常发光。下列说法正确的灯发出微弱的光，乙灯能正常发光。下列说法正确的有：（有：（）BCA与甲灯串联的元件与甲灯串联的元件X是电容器是电容器B与乙灯串联的元件与乙灯串联的元件Y是电容器是电容器C与甲灯串联的元件与甲灯串联的元件X是电感线圈是电感线圈D与乙灯串联的元件与乙灯串联的元件Y是电感线圈是电感线圈随堂练习5.如如图图所所示示

19、，接接在在交交流流电电源源上上的的电电灯灯泡泡正正常常发发光光，以下说法正确的是以下说法正确的是()A把电介质插入电容器，灯泡变亮把电介质插入电容器，灯泡变亮B增大电容器两板间的距离，灯泡变亮增大电容器两板间的距离，灯泡变亮C减小电容器两板间的正对面积，灯泡变暗减小电容器两板间的正对面积，灯泡变暗D使交变电流频率减小，灯泡变暗使交变电流频率减小，灯泡变暗ACD随堂练习6.6.如图所示，当交流电源的电压（有效值）如图所示，当交流电源的电压（有效值）U U220V220V、频率频率f f50Hz50Hz时，三只灯时，三只灯A A、B B、C C的亮度相同（的亮度相同（L L无直无直流电阻）。流电阻

20、）。（1 1）将交流电源的频率变为）将交流电源的频率变为f f100Hz100Hz，则，则 （）（2 2）将电源改为）将电源改为U U220V220V的直流电源，则的直流电源，则 （）A AA A灯比原来亮灯比原来亮 B BB B灯比原来亮灯比原来亮C CC C灯和原来一样亮灯和原来一样亮D DC C灯比原来亮灯比原来亮AC BC随堂练习7 7、如图示、如图示a a、b b的电路中，电阻的电路中，电阻R R和自感线圈和自感线圈L L的电阻的电阻值都很小，且小于灯值都很小，且小于灯A A的电阻，接通的电阻，接通S S，使电路达到，使电路达到稳定，灯泡稳定，灯泡A A发光，则发光，则 （）A.A.

21、在电路在电路a a中，断开中，断开S S后，后，A A将逐渐变暗将逐渐变暗B.B.在电路在电路a a中，断开中，断开S S后，后，A A将先变得更亮，然后渐将先变得更亮，然后渐暗暗C.C.在电路在电路b b中，断开中，断开S S后，后，A A将逐渐变暗将逐渐变暗D.D.在电路在电路b b中，断开中，断开S S后，后，A A将先变得更亮，然后渐将先变得更亮，然后渐暗暗随堂练习AD 8.8.在如图所示电路图中，在如图所示电路图中，L L为电感线圈，为电感线圈，R R为灯泡，为灯泡，电流表内阻为零，电压表内阻无穷大，交流电源的电流表内阻为零，电压表内阻无穷大，交流电源的电压电压 V V，若保持电压的有效值，若保持电压的有效值不变，只将电源频率改为不变，只将电源频率改为100Hz100Hz，下列说法正确的是，下列说法正确的是（）A A、电流表示数增大、电流表示数增大B B、电压表示数增大、电压表示数增大C C、灯泡变暗、灯泡变暗D D、灯泡变亮、灯泡变亮随堂练习BC