高中物理 第3节 电感和电容对交变电流的影响课件 新人教版选修32.ppt

第五章交变电流第3节电感和电容对交变电流的影响 栏目链接 试电笔为什么会发亮 为什么人站在绝缘物体上 例如桌 凳 手接触试电笔笔尾的金属部分 笔尖接触火线时氖管会发亮 有人这样解释 由于试电笔接触的是交流电源 虽然人站在绝缘物体上 但人与地 面 之间形成了一个电容器 而且这个电容器的容量是比较大的 因此 它对交流电的阻碍作用 即容抗 很小 相当于短路 也就是说相当于将试电笔的两端金属直接接在火线与地线之间 故试电笔中的氖管发亮 栏目链接 这种解释是否正确 将试电笔的笔尖接触在220v交流电的火线上 在电笔尾部的金属部分和地线间串接一个电容器c 实验结果表明 当c 20pf时 试电笔氖管的亮度很弱 只有当c 200pf时 试电笔氖管的亮度才能与人站在绝缘物体上用试电笔去测火线的亮度相当 然而 人站在绝缘物体上与地面形成的电容器的电容c是远达不到20pf的 故上述解释欠妥当 较正确的解释是 当人站在离地面较高的绝缘物体上用试电笔试电时 人与地面间形成的电容容量极小 人与地面间的电阻值极大 栏目链接 故可以把人当作孤立导体来处理 即 认为人本身就是一个电容器 由于人与电源的火线间经过试电笔而沟通 因此人与火线上的电势始终应该相同 当火线的电势升高或降低时 人体的电势也会随之升高或降低 人体电势的变化过程就是人体这个电容的充放电过程 伴随着人体的充放电 就形成了通过试电笔的充放电电流 因此氖管发亮 栏目链接 栏目链接 1 在直流电路中 当电压一定时 影响电流强弱的只是 但在交流电路中 对交变电流也有阻碍作用 阻碍作用的大小用 来表示 2 线圈的 越大 交流电的 越高 电感对交流的阻碍作用就越大 也就是说 线圈的 就越大 3 扼流圈分为两种 一种是低频扼流圈 可以用来 另一种是高频扼流圈 可以用来 电阻 电感 感抗 自感系数 频率 感抗 通直流 阻交流 通低频 通直流 阻高频 栏目链接 4 当电容器接到交流电源的两端时 电容器两极板交替进行 电路中就有了电流 表现为交流 通过 了电容器 5 电容对交流阻碍作用的大小用 表示 理论和实验都表明 电容器的 越大 交流的 越高 电容器对交流的阻碍作用就越小 也就是说 电容器的 越小 充电和放电 容抗 电容 频率 容抗 栏目链接 栏目链接 栏目链接 一 电感对交变电流的阻碍作用 1 电感线圈对交变电流的作用 阻碍交变电流 2 电感线圈对交变电流的阻碍作用的本质 1 交变电流通过线圈时 由于电流时刻都在变化 所以自感现象就不断地发生 而自感电动势总是要阻碍电流变化的 这就是线圈的电感对交变电流的阻碍作用 2 电感对交变电流阻碍作用的大小用感抗来表示 线圈的自感系数越大 交变电流的频率越高 产生的自感电动势就越大 对交变电流的阻碍作用越大 感抗就越大 栏目链接 3 电感线圈按匝数的不同 可分为两种 1 低频扼流圈 通直流 阻交流 2 高频扼流圈 通低频 阻高频 例1 双选 如下图所示电路中 a b为两相同的小灯泡 l为直流电阻为零的电感线圈 下列说法正确的是 栏目链接 a 电源为稳恒直流电源时 灯泡a b亮度相同b 电源为稳恒直流电源时 灯泡a比b亮度大c 电源为交流电源时 灯泡a b亮度相同d 电源为交流电源时 灯泡a比b亮度大 解析 当电源为稳恒直流电源时 电感线圈相当于导线 则两灯泡电压相同 所以亮度相同 当电源为交流电源时 电感线圈对电流有阻碍作用 故灯泡a比灯泡b亮 并且交流电的频率越高 灯泡的亮度相差越明显 答案 ad 栏目链接 变式迁移 1 如图所示交流电源的电压有效值跟直流电源的电压相等 当将双刀双掷开关接到直流电源上时 灯泡的实际功率为p1 而将双刀双掷开关接在交流电源上时 灯泡的实际功率为p2 则 栏目链接 a p1 p2b p1 p2c p1 p2d 不能比较 解析 接在直流电源上 线圈对直流没有阻碍作用 电能全部转化为小灯泡的内能 而当接至交流电源上时 线圈对电流有阻碍作用 因此电能除转化成灯泡的内能外 还有一部分电能转化为磁场能 故p1 p2 答案 b 栏目链接 二 电容对交变电流的阻碍作用 1 容抗 1 表示电容对交变电流阻碍作用的大小 2 大小由电容器的电容和交变电流的频率决定 电容越大 交变电流的频率越高 容抗越小 2 电容对交变电流阻碍作用的实质 当交变电流 通过 电容器时 给电容器充电或放电 使电容器两极板形成跟原电压相反的电压 阻碍电流形成容抗 栏目链接 例2如下图所示 白炽灯和电容器串联后接在交流电源的两端 当交流电源的频率增加时 a 电容器电容增加b 电容器电容减少c 电灯变暗d 电灯变亮 栏目链接 解析 电容器的电容是由电容器本身的特性所决定的 与外加的交流电源的频率无关 故选项a和b是错误的 当交流电源的频率增加时 电容器充 放电的步伐加快 电容器的容抗减小 电流增大 电灯变亮 故选项c错误 d正确 答案 d 栏目链接 变式迁移 2 某信号源中有直流成分 交流高频成分和交流低频成分 为使放大器仅得到交流低频成分 如下图所示电路中可行的是 栏目链接 变式迁移 解析