电感和电容对交变电流的影响.ppt

课时5.3电感和电容对交变电流的影响,课时5.2描述交变电流的物理量,1.通过实验,了解电感器和电容器对交变电流的阻碍和导通作用。2.知道感抗和容抗的物理意义及影响因素。3.通过猜想、假设、实验、交流合作与分析论证,体验科学探究过程。,1.电感器对交变电流的阻碍作用(1)概念:电感器(线圈)对交变电流_作用的大小用感抗表示。(2)感抗大小:与交变电流的频率有关,与电感器的自感系数有关。交变电流的频率越高,则电感器的感抗_。线圈的自感系数越大,则电感器的感抗_。(3)低频扼流圈对低频交变电流有_的阻碍作用,对直流的阻碍作用_,即“通直流,阻交流”;高频扼流圈对低频交变电流的阻碍作用_,对高频交变电流的阻碍作用_,即“通低频,阻高频”。,阻碍,越大,越大,很大,较小,较小,较大,2.电容器对交变电流的阻碍作用(1)概念:电容器对交变电流_作用的大小用容抗表示。(2)容抗大小:与交变电流的频率有关,与电容器的电容有关。交变电流的频率越高,则电容器的容抗_。电容器的电容越大,则电容器的容抗_。(3)电容器对电流的作用:通交流、隔_,通高频、阻_。,阻碍,越小,越小,直流,低频,主题1:电感对交变电流的阻碍作用(重点探究)(1)做一做教材中本节的“演示”实验,如图所示,把带铁芯的线圈L与白炽灯串联起来,先把它们接到直流电源上,再把它们接到交流电源上。让直流电源的电压与交流电压的有效值相等。你会观察到什么现象?这说明了什么?电感器对交变电流阻碍作用的实质是什么?直流电与交流电哪个更容易通过电感线圈?低频交流电与高频交流电哪个更容易通过电感线圈?,电感器对交流电的阻碍作用.flv,(2)扼流圈是电子技术中常用的电子元件,扼流圈可分为低频扼流圈和高频扼流圈,如图所示,它是由几十匝线圈绕在一个空心的铁氧体芯上组成的。你认为它是低频扼流圈还是高频扼流圈?低频扼流圈对高频交流电是否有显著的阻碍作用?高频扼流圈对低频交流电是否有显著的阻碍作用?,解答:(1)接通直流电源时,灯泡亮些;接通交流电源时,灯泡暗些。这说明电感线圈对交变电流有阻碍作用。当交变电流通过电感线圈时,线圈中就要产生自感电动势,而自感电动势总是阻碍电流的变化,这种阻碍作用就是感抗,所以电感器对交变电流的阻碍作用(感抗)实际上就是线圈的自感现象。电感线圈对交流电有阻碍作用,对直流电没有阻碍作用,因此直流电更容易通过电感线圈;频率越高,阻碍作用越强,因此低频交流电更容易通过电感线圈。(2)由于线圈匝数较少,又是绕在一个空心的铁氧体芯上,线圈的自感系数较小,所以是高频扼流圈。低频扼流圈对高频交流电有显著的阻碍作用,但高频扼流圈对低频交流电没有显著的阻碍作用。知识链接:电感线圈对交变电流的阻碍作用的本质是交变电流通过线圈时,由于电流的变化,因此自感现象不断发生,而自感电动势总是要阻碍电流的变化。,做一做教材中本节的“演示”实验,如图所示,把白炽灯和电容器串联起来,先把它们接到直流电源上,再把它们接到交流电源上。让直流电源的电压与交流电压的有效值相等。(1)说说灯泡的发光情况,这个实验说明了什么?(2)交变电流是如何“通过”电容器的?(3)“隔直电容”和“高频旁路电容”在交变电流电路中的作用有什么不同?,主题2:交变电流能够通过电容器电容器对交流电的作用FLV,解答:(1)当接到直流电源上时,小灯泡不发光;当接到交流电源上时,小灯泡发光。这说明恒定电流不能通过电容器,而交变电流能够“通过”电容器,即电容器具有“隔直流、通交流”的特性。(2)如果把电容器接在交变电流两端,在交变电压的作用下,当电源电压升高时,电容器充电,电路中形成充电电流;当电源电压降低时,电容器放电,电路中形成放电电流。在交流电源的一个周期内,电容器要交替进行充电、放电,反向充电、反向放电,电路中就有了持续的交变电流,就好像电流“通过”了电容器。(3)隔直电容:隔直流,通交流。高频旁路电容:让高频交流信号通过电容,而将低频信号送到下一级,即通高频,阻低频。知识链接:电容的作用是“通交流、隔直流,通高频、阻低频”。,主题3:电感器、电容器在交变电流中的应用分频器是音箱(如图甲所示)内的一种电路装置,用以将输入的音乐信号分离成高音、低音等不同部分,然后分别送入相应的高音、低音扬声器发音。分频器电路如图乙所示。请分析这个电路的工作原理,说说其中C1、L1、C2、L2的作用。,解答:输入信号是既有高频也有低频的混合信号,但高音扬声器中应得到高频信号,低音扬声器中应得到低频信号。附加高音信息的高频交变电流和附加低音信息的低频交变电流混合在一起,从功放机经音频线输入到音箱,分成两路:一路通过电容C1、电感L1输送到高音扬声器,另一路通过电感L2、电容C2输送到低音扬声器。,C1应阻低频、通高频,这样大部分低频交变电流被阻在C1前,即使低频交变电流通过C1,也要在与扬声器并联的L1中短路耗能,也就是说L1应通低频、阻高频。L2应通低频、阻高频,这样大部分高频交变电流被阻在L2前,即使高频交变电流通过L2,也要在与扬声器并联的C2中短路耗能,也就是说C2应阻低频、通高频。这样加在高音扬声器上的只有高频电流,加在低音扬声器上的只有低频电流,充分利用高音、低音扬声器的声学特性,又互不干扰。知识链接:在电子技术中,常常根据电感器“通直流、阻交流”,电容器“通交流、隔直流”的特点,将二者结合,并与电阻组合到一起来达到一定的目的。,1.交流电通过一段长直导线时电流为I,如果把这根长直导线绕成线圈,再接入原电路,则通过线圈的电流I与原电流I相比()。A.IIB.IIC.I=ID.无法比较【解析】长直导线的自感系数很小,感抗可忽略不计,其对交变电流的阻碍作用可以看作是纯电阻,流经它的交变电流只受到导线电阻的阻碍作用。当导线绕成线圈后,电阻值未变,但自感系数增大,对交变电流不仅有电阻,而且还有感抗,阻碍作用增大,电流减小。故正确选项为B。【答案】B【点评】考查电感对交变电流的影响,本题中对电流起阻碍作用的是感抗与电阻之和。,2.如图所示的电路中,正弦交流电源电压的有效值为220V,则关于交流电压表的示数,以下说法正确的是()。A.等于220VB.大于220VC.小于220VD.等于零【解析】虽然交变电流能通过电容器,但也受到阻碍作用。电容器与电阻串联,根据分压原理可知电阻两端的电压小于电源电压,电压表测的是电阻两端的电压,故C正确。【答案】C【点评】考查电容对交变电流的阻碍作用,本题中,因为电容有容抗,它分一部分电压。,3.如图所示,当交流电源的电压为220V,频率为50Hz时,三只灯泡A、B、C的亮度相同。若将交流电源的电压保持不变,频率改变为100Hz时,则()。A.A灯比原来亮B.B灯比原来亮C.C灯亮度不变D.C灯比原来暗【解析】频率越大,感抗越大,容抗越小。故A灯比原来亮,B灯比原来暗,C灯亮度不变。故选A、C。【答案】AC【点评】电阻:对交、直流均阻碍。感抗:只对变化的电流有阻碍。容抗:只通交流,不通直流。,4.图示为电子技术中常用的电路之一,“”表示低频交流,“”表示高频交流,“”表示直流。甲图中有一个电容较大的电容器,乙图中有一自感系数较大的电感线圈,丙图中有一个电容较小的电容器,则下列叙述正确的是()。A.图甲中后级输出的只有交流成分B.图乙中后级输出的主要是