鲁科版选修32交流电路中的电容和电感 课件 （36张）.ppt

3 3交流电路中的电容和电感 目标导航1 了解电感对交变电流有阻碍作用 重点 2 知道用感抗来表示电感对交变电流阻碍作用的大小 知道感抗与哪些因素有关 3 知道交变电流能通过电容器 知道电容器对交变电流有阻碍作用 重点 4 知道用容抗来表示电容对交变电流的阻碍作用的大小 知道容抗与哪些因素有关 一 电容 电感对直流和交流的影响实验电路如图所示 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 三灯泡相同 实验现象 实验表明 电阻器对直流和交流的影响是 电容器不能让 通过却能让 通过 但对交流有一定的 既能让直流通过也能让交流通过 但对交流有一定的 作用 相同的 直流 交流 阻碍作用 电感器 阻碍 想一想1 电容器 通交流 的演示中 电流真的流过电容器了吗 提示 没有 电容器在交变电压作用下反复进行充电 放电 电路中有持续的交变电流 好像电流通过了电容器 二 电容器的容抗及其应用1 容抗 电容器对交流的 作用 2 影响容抗的因素 电容器的 和交变电流的 电容量 交变电流的频率 容抗越小 3 实际应用 隔直电容器 高频旁路电容器 阻碍 电容量 频率 越大 越高 隔直流 通交流 阻低频 通高频 想一想2 隔直电容器与高频旁路电容器中 哪一个的电容量大些 提示 隔直电容器的容抗要尽可能小 高频旁路电容器的容抗要大一些 因此 隔直电容器电容大 高频旁路电容器电容应小一些 三 电感器的感抗及其应用1 感抗 电感对交流的 作用 2 影响感抗的因素 电感器的自感系数 交变电流的频率 感抗越大 3 实际应用 低频扼流圈 高频扼流圈 阻碍 越大 越高 阻交流 通直流 阻高频 通低频 想一想3 低频扼流圈与高频扼流圈的自感系数相同吗 提示 不相同 低频扼流圈感抗大 自感系数大 高频扼流圈感抗小 自感系数小 要点一电感 电容对交变电流作用的分析学案导引1 电感器对直流与交流都会产生感抗吗 2 交变电流真能通过电容器吗 电容器对交变电流的阻碍作用是怎样产生的 1 电感对交变电流的阻碍作用交变电流通过线圈时 由于电流时刻在变化 线圈中产生自感电动势 自感电动势阻碍电流的变化 就形成了对交变电流的阻碍作用 因此 感抗的实质是由线圈的自感现象引起的 直流电通过线圈时 电流的大小 方向都不变 线圈中不产生自感电动势 也就没有感抗 2 交变电流能够 通过 电容器当电容器接到交流电源上时 由于两极板间的电压变化 电压升高时 电容器极板上的电荷量增加 形成充电电流 电压降低时 电容器极板上的电荷量减少 形成放电电流 充放电交替进行 电路中就好像交变电流 通过 了电容器 实际上 自由电荷并没有通过两极板间的绝缘介质 3 电容对交变电流的阻碍作用当交变电流 通过 电容器时 给电容器充电或放电 形成充电或放电电流 在形成电流的过程中 对自由电荷来说 当电源的电压推动它们向某一方向做定向移动的时候 电容器两极板上积累的电荷却反抗它们向这个方向做定向移动 也就是说在给电容器充电或放电过程中 在电容器两极形成跟原电压相反的电压 这就对电流产生了阻碍作用 如图所示电路中 a b两端连接的交流电源既含有高频交流 又含低频交流 l是一个25mh的高频扼流圈 c是一个100pf的电容器 r是负载电阻 下列说法中不正确的是 a l的作用是 通低频 阻高频 b c的作用是 通交流 隔直流 c c的作用是 通高频 阻低频 d 通过r的电流中 低频交流所占的百分比远远大于高频交流所占的百分比 思路点拨 根据电容器 电感器对交变电流影响的特点分析 精讲精析 l是一个自感系数很小的高频扼流圈 其作用是 通低频 阻高频 选项a正确 c是一个电容很小的电容器 在题图电路中 对高频交流的容抗远小于对低频交流的容抗 其作用是 通高频 阻低频 选项c正确 因电路中无直流电流 选项b错误 由于l对高频交流的阻碍作用和c对高频交流的旁路作用 使得通过r的电流中 低频交流所占的百分比远大于高频交流所占的百分比 选项d正确 答案 b 变式训练1 直流电源的电压与交流电源电压的有效值相同 自感线圈的直流电阻不计 则灯泡发光最亮的图是 解析 选d 电容c 电感l都对交流电有阻碍作用 故a b两图中灯不是最亮的 c图中灯被短路 不亮 d图中电容c有隔直流作用 所以d中灯泡最亮 要点二电阻 感抗 容抗的比较学案导引1 产生电阻 感抗 容抗的实质相同吗 2 三种阻碍作用都是电能转化为内能吗 特别提醒 电感 电容接到交流电源上时 电能与磁场能或电场能反复转化 所以电感 电容上不会消耗电能 而电流通过电阻时 必然会产生焦耳热 从而造成电能的损耗 三种阻碍 其本质不同 特点不同 2012 东北师大附中高二期末 如图所示 电路中完全相同的三只灯泡l1 l2 l3分别与电阻r 电感l 电容c串联 然后再并联到220v 50hz的交流电路上 三只灯泡亮度恰好相同 若保持交变电压不变 将交变电流的频率提高到60hz 则发生的现象是 a 三灯亮度不变b 三灯均变亮c l1不变 l2变暗 l3变亮d l1不变 l2变亮 l3变暗 思路点拨 电阻对交流电的阻碍作用与交流电的频率无关 交流电的频率越大 电感器对交流电的阻碍越大 电容器对交流电的阻碍越小 精讲精析 当交变电流的频率增大时 线圈对交变电流的阻碍作用增大 通过灯泡l2的电流将因此而减小 所以灯泡l2的亮度将变暗 而电容对交变电流的阻碍作用则随交变电流频率的增大而减小 即流过灯泡l3的电流增大 所以灯泡l3将变亮 由于电阻的大小与交变电流的频率无关 流过灯泡l1的电流不变 因此其亮度也不变 因此c正确 答案 c 变式训练2 如图所示 甲 乙是规格相同的灯泡 接线柱a b接电压为u的直流电源时 无论电源的正极与哪一个接线柱相连 甲灯均能正常发光 乙灯完全不亮 当a b接电压的有效值为u的交流电源时 甲灯发出微弱的光 乙灯能正常发光 则下列判断正确的是 a 与甲灯串联的元件x是电容器 与乙灯串联的元件y是电感线圈b 与甲灯串联的元件x是电感线圈 与乙灯串联的元件y是电容器c 与甲灯串联的元件x是二极管 与乙灯串联的元件y是电容器d 与甲灯串联的元件x是电感线圈 与乙灯串联的元件y是二极管 解析 选b 由a b接直流时的现象可知 元件x 通直流 元件y 隔直流 由a b接交流电源时的现象可知 元件x 阻交流 元件y 通交流 根据电容器和电感线圈的特点 元件x是电感线圈 元件y是电容器 故b正确 电容器与电感器在电路中的应用 经典案例 8分 二分频 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 以便使电流所携带的音频信息按原比例还原成高 低频的振动 图为音箱的电路图 高 低频混合电流由a b端输入 l1和l2是线圈 c1和c2是电容器 试分析甲 乙两个扬声器中 哪一个是低音扬声器 哪一个是高音扬声器 审题指导 求解本题时应注意分析清楚电感器 电容器在电路中所起的作用 解题样板 甲扬声器中 l1串联在电路中 对高频电流的阻碍作用很大 对低频电流阻碍作用较小 2分 c1并联在电路中 对高频电流的阻碍作用小 可以给高频电流提供通路 使低频电流通过扬声器传出 所以甲为低音扬声器 2分 乙扬声器中 c2串联在电路中 对低频电流的阻碍作用很大 对高频电流阻碍作用很小 2分 l2并联在电路中 对低频电流的阻碍作用小 可以给低频电流提供通路 使高频电流通过扬声器传出 所以乙为高音扬声器 2分 答案 见解题样板 电风扇的调速原理如