纯电容电路.ppt

纯电容电路 引入 复习 1 电容器的特性 2 纯电阻电路和纯电感电路的特点 知识巩固 有一个电感线圈 它的电阻可以忽略 把它接到220V 50Hz的交流电路中 通过它的电流为1A 求线圈的自感系数 一 交变电流能够通过电容器 实验电路如图所示 将双刀双掷开关S分别接到电压相等的直流电源和交流电源上 观察灯泡的亮暗 S接直流电源时 灯泡不亮 S接交流电源时 灯泡发光 1 实验 表明直流不能通过电容器 而交流能够 通过 电容器 2 理解电容器的两极板间用绝缘介质隔开 因此直流不能通过 电容器接上交流电源时 自由电荷并未通过极板间的绝缘介质 只是在交变电压的作用下 电容器交替地进行充 放电 电路中有了电流 表现为交流 通过 了电容器 二 电容器对交变电流的阻碍作用 1 实验 表明电容器对交流有阻碍作用 2 容抗 电容对交变电流阻碍作用的大小叫做容抗 3 影响容抗的因素 电容器的电容和交变电流的频率 电容越大 频率越高 容抗越小 4 实际应用隔直电容器 通交流 隔直流 高频旁路电容器 通高频 阻低频 让高频交流信号通过电容 而将低频信号送到下一级z 若加在C两端的电压为 则C上的充放电电流为 如图所示的电容电路 由电压 电流解析式可推出 电容元件上电流总是超前电压90 数量上存在着 正弦电路中电容电压与电流的关系 其中 IC U C U2 fC U XC 电容元件上电压 电流的有效值关系为 容抗与哪些因素有关 XC与频率成反比 与电容量C成反比 因此频率越高电路中容抗越小 这被称作电容元件的通交作用 高频电路中电容元件相当于短路 直流情况下容抗为多大 直流下频率f 0 所以XC 我们说电容元件相当于开路 隔直作用 XC称为电容元件上的容抗 单位为欧姆 容抗反映了电容元件对正弦交流电流的阻碍作用 只有在一定频率下 电容元件的容抗才是常数 1 瞬时功率p 则 p UIsin2 t ui同相 电容充电 建立电场 p 0 ui反相 送出能量 电容放电 p 0 ui同相 电容充电 建立电场 p 0 ui反相 送出能量 电容放电 p 0 电容元件和电感元件相同 只有能量交换而不耗能 因此也是储能元件 结论 p为正弦波 频率为ui的2倍 在一个周期内 C充电吸收的电能等于它放电发出的电能 电容的功率 P 0 电容元件不耗能 2 平均功率 有功功率 P 为区别于有功功率 无功功率的单位定义为乏尔 Var 3 无功功率QC 1 电容元件在直流 高频电路中如何 2 电感元件和电容元件有什么异同 直流时C相当于开路 高频时C相当于短路 L和C上都存在相位正交关系 所不同的是L上电压超前电流 C上电流超前电压 二者具有对偶关系 L和C都是储能元件 直流情况下C相当开路 L相当于短路 1 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 为什么 灯L1变暗 灯L2变亮 灯L3亮度不变 例1 如图所示 当交流电源的电压 有效值 U 200V 频率f 50Hz时 三只灯A B C的亮度相同 L无直流电阻 1 将交流电源的频率变为f 100Hz 则 2 将电源改为U 220V的直流电源 则 A A灯比原来亮B B灯比原来亮C C灯和原来一样亮D C灯比原来亮 解析 1 电容的容抗与交流电的频率有关 频率高 容抗小 即对高频交流电的阻碍作用小 所以A对 线圈对交流电的阻碍作用随频率升高而增加 所以B错 电阻R中电流只与交流电有