交變電流課件5

1、第五章,交變電流,第三節(jié)　電感和電容對交變電流的影響,在現(xiàn)代無線電儀器中，電容器、電感器都有廣泛的應(yīng)用，如下圖是半導體收音機電路板上的電子元件，其中電容器、電感器十分醒目。在交流電路中，它們對交變電流的作用是怎樣的呢？,知識自主梳理,1．感抗實驗(1)實驗電路,電感對交變電流的阻礙作用,知 識 點 1,(2)實驗現(xiàn)象：取直流電源的電壓與交流電源電壓的有效值相等，接通________電源時，燈泡亮些；接通________電源時，燈泡暗

2、些。(3)實驗結(jié)論，電感線圈對________電流有阻礙作用。2．感抗(1)物理意義：表示電感對__________阻礙作用的大小。(2)影響感抗大小的因素：線圈的__________越大，交流的________越高，感抗越大。,直流,交流,交變,交變電流,自感系數(shù),頻率,3．感抗的應(yīng)用,較小,較小,直流,交流,低頻,高頻,1．交變電流能夠通過電容器(1)實驗電路(如圖),電容器對交變電流的阻礙作用,知 識 點 2,(2)實驗

3、現(xiàn)象：電路中串有電容器時，接通________電源，燈泡不亮；接通________電源，燈泡亮。(3)實驗結(jié)論________電流能夠通過電容器，________不能通過電容器。2．電容器對交變電流的作用(1)容抗：表示電容對__________阻礙作用的大小。(2)影響容抗大小的因素：電容器的電容________，交變電流的頻率________，容抗越小。(3)應(yīng)用：電容器具有“隔________，通________”的作

4、用。,直流,交流,交變,直流,交變電流,越大,越高,直流,交流,重點難點突破,1.電感對交變電流的阻礙作用的成因通過線圈的電流大小和方向變化，都會引起通過線圈的磁通量發(fā)生變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，這種現(xiàn)象就是自感現(xiàn)象。根據(jù)楞次定律，自感電動勢所引起的感應(yīng)電流總是要使它產(chǎn)生的磁場阻礙線圈內(nèi)原有磁場的變化，所以自感電動勢對線圈中電流的變化有阻礙作用，這樣就形成了對交變電流的阻礙作用，電感對交變電流阻礙作用的大小就稱為感抗。,一、電感對交變

5、電流的阻礙作用的成因分析,2．感抗的兩個決定因素決定感抗大小的因素有兩個：一是交變電流的頻率，二是自感系數(shù)L。L決定于線圈本身的性質(zhì)，即線圈匝數(shù)、橫截面積、有無鐵芯等因素。,3．電感線圈在電路中的作用(1)通直流、阻交流。這是對兩種不同類型的電流而言的，因為恒定電流不變化，不能引起自感現(xiàn)象，所以對恒定電流沒有阻礙作用。交變電流時刻改變，必有自感電動勢產(chǎn)生以阻礙電流的變化，所以對交流有阻礙作用。(2)通低頻、阻高頻。這是對不同頻率的

6、交變電流而言的因為交變電流的頻率越高，電流變化越快，感抗也就越大，對電流的阻礙作用越大。,(3)扼流圈：利用電感阻礙交變電流的作用制成的電感線圈。低頻扼流圈：線圈繞在鐵芯上，匝數(shù)多，自感系數(shù)大，銅線繞制電阻較小，具有“通直流、阻交流”的作用。高頻扼流圈：線圈有的繞在鐵氧體芯上，有的是空心的，匝數(shù)少，自感系數(shù)小具有“通直流、通低頻、阻高頻”的作用。,,答案：變暗，不變解析：(1)線圈和燈泡是串聯(lián)的，當鐵芯插入線圈后，電感線圈的自感系

7、數(shù)增大，所以電感器對交變電流阻礙作用增大，電路中的電流變小，燈泡的實際功率減小，則燈泡變暗。(2)如果在該題中把交變電流換成直流電，由于直流電的電流大小和方向都不發(fā)生變化，所以線圈不會由于自感現(xiàn)象而對電流形成阻礙，鐵芯插入不會影響到燈泡的亮度。,1．交變電流“通過”電容器電容器兩極板間是絕緣材料，當電容器接到交流電源上時，自由電荷不會通過兩板間的絕緣電介質(zhì)，只不過在交變電壓的作用下，電容器交替進行充電和放電，電路中就有電流了，表現(xiàn)為

8、交變電流“通過”了電容器。2．電容器對交變電流有阻礙作用的原因我們知道，恒定電流不能通過電容器，原因是電容器的兩個極板被絕緣介質(zhì)隔開了。當接到交流電源上時，電源使導線中的自由電荷向某一方向定向移動，對電容器進行“充、放電”，電容器兩極板在此過程中由于電荷積累(或減少)而產(chǎn)生電動勢，因而反抗電荷繼續(xù)運動，就形成了電容器對交變電流的阻礙作用。,二、電容對交變電流的阻礙作用的成因分析,3．決定容抗的兩個因素交流電的頻率和電容器的電容4

9、．電容器在電路中的作用(1)通交流、隔直流。用來“通交流、隔直流”的電容器叫耦合電容器。其電容一般較大，常串接在兩級電路之間，以使電流中的交流成分通過，如圖所示。,(2)通高頻，阻低頻。在電子技術(shù)中，從某一裝置輸出的交流常常既有高頻成分，又有低頻成分。若在下一級電路的輸入端并聯(lián)一個電容器，就可只把低頻成分的交流信號輸送到下一級裝置。具有這種“通高頻、阻低頻”用途的電容器叫高頻旁路電容器，如圖所示。,,解析：因為與電源連接的機芯和金屬外

10、殼可以看成電容器的兩個極板，電源中的交變電流能“通過”這個“電容器”產(chǎn)生“漏電”，故用手觸摸設(shè)備外殼時有觸電的感覺。為確保安全，電氣設(shè)備外殼應(yīng)接地。,三、電阻、感抗、容抗的比較,[特別提醒]電感、電容接到交流電源上時，電能與磁場能或電能與電場能往復轉(zhuǎn)化，所以電感、電容上不會消耗電能，而電流通過電阻時，必然會產(chǎn)生焦耳熱，從而造成電能的損耗。,,答案：a亮度不變，b變亮，c變暗解析：當交變電流的頻率變小時，線圈的感抗變小，電容器的容抗變大

11、，因此b變亮，c變暗，又因為電阻在直流和交流電路中起相同的作用，故a燈亮度不變。,考點題型設(shè)計,題型1　電感對交變電流的阻礙作用,,BC,電壓表與電感線圈并聯(lián)，其示數(shù)為線圈兩端的電壓UL；設(shè)燈泡兩端電壓為UR，則電源電壓的有效值為U＝UL＋UR因UR＝IR，故電流I減小時，UR減小。因電源電壓有效值保持不變。故UL＝U－UR，UL增大，選項B正確。點評：①電感在交流電路中有類似于直流電路中的“電阻”的作用，這種阻礙作用不是保持不變的

12、，它的大小與交流電的頻率有關(guān)，頻率變化，阻礙作用相應(yīng)變化，做題時應(yīng)注意。②直流電路中的有關(guān)公式、規(guī)律在交流電路中同樣適用。,CD,解析：由于線圈直流電阻不為零，所以有直流通過R，而線圈對交流有阻礙作用，因此也有交流成分通過R，B錯，C正確。由于R對交流也有阻礙作用，所以也有交流成分通過L，A錯，因為導線的直流電阻很小，所以通過線圈的直流要比通過R的大，D正確。,題型2　電容對交變電流的阻礙作用,,B,①圖甲中R得到的是交流成分?、趫D甲

13、中R得到的是直流成分　③圖乙中R得到的是低頻成分?、軋D乙中R得到的是高頻成分A．①④　B．①③　　　C．②③　　　D．②④解析：甲圖中輸入的是直流和低頻交流電。直流電不能通過電容器，R上得到的是交流成分；乙圖中輸入的是低、高頻交流電，電容器一定時，對高頻交流電阻礙作用小，因此高頻交流電更容易通過電容器，R上得到的是低頻成分，所以選項B正確。,A,解析：當發(fā)電機轉(zhuǎn)速增加時，交變電流的頻率增大，容抗減小，電流表A的示數(shù)增大，A項正

14、確，B項錯誤。在平行板電容器間換用介電常數(shù)較小的電介質(zhì)時，電容器的電容減小，使電容器兩極板間距離增大時電容也減小，當電容減小時，容抗增大，對交變電流的阻礙作用增大，電流表A示數(shù)減小，C、D項錯誤。,題型3　開放·探究,解析：由圖可知，在“日”字形的軟鐵芯上，繞了數(shù)百匝線圈，每隔數(shù)十匝就將抽頭接到2至5各端鈕上。線圈與電風扇電動機串聯(lián)，由于感抗它將分掉電源加在電風扇上的部分電壓，使電風扇轉(zhuǎn)速降低。圖中端鈕0是斷路；端鈕1不經(jīng)線圈

15、直接通電，風扇的轉(zhuǎn)速最高；端鈕5經(jīng)過的線圈匝數(shù)最多，故轉(zhuǎn)速最低。,解析：使用交變電流的電器設(shè)備和電子儀器，與電源相連的機芯和金屬外殼可以看做電容器的兩個極板，電源中的交變電流能夠“通過”這個“電容器”，將“漏電”導入大地，為了確保安全，電器設(shè)備和電子儀器的金屬外殼都應(yīng)該接地。,,易錯案例剖析,A,易錯分析：本題易錯選項及錯誤原因分析如下：,正確解答：電阻的阻值對直流電和交流電的阻礙作用相同，A正確；電感對直流電沒有阻礙作用，對交流電有阻