cxy第二章第4、5节电容器在交流电路中的作用电感器在交流电路中的作用

1、返回返回返回返回1电容器对交流电的导通作用电容器对交流电的导通作用(1)实验电路：将两个规格完全相同的小灯泡、电容器、双刀双掷实验电路：将两个规格完全相同的小灯泡、电容器、双刀双掷开关、学生电源按照如图所示的电路图连接起来。开关、学生电源按照如图所示的电路图连接起来。返回返回(2)实验过程及分析：实验过程及分析：实验操作实验操作实验现象实验现象实验结论实验结论把开关把开关S接直流接直流电源电源把开关把开关S接交流接交流电源电源L1不亮，不亮，L2正正常发光常发光恒定电流不能恒定电流不能通过电容器通过电容器两灯都正常发光两灯都正常发光交变电流能够交变电流能够“通过通过”电容器电容器返回返回返回返

2、回(2)实验过程及分析：实验过程及分析：实验操作实验操作实验现象实验现象实验结论实验结论断开开关断开开关S1、S2，接上交流电源，接上交流电源，观察观察L2、L3的发光情况的发光情况断开断开S1、闭合、闭合S2，将，将C3短路，观察短路，观察L3的发光变化的发光变化闭合闭合S1、S2，观察三个灯泡的发光，观察三个灯泡的发光情况情况L2、L3亮度相同亮度相同灯泡灯泡L3变亮变亮L3最亮，最亮，L1较亮，较亮，L2最暗最暗电容器对交电容器对交变电流有阻变电流有阻碍作用碍作用电容越大，电容越大，阻碍作用越阻碍作用越小小2电容器对交变电流的阻碍作用电容器对交变电流的阻碍作用 (1)实验电路：实验电路：

3、 如图所示，三个规格完全相同的小灯如图所示，三个规格完全相同的小灯泡，三只电容器泡，三只电容器C1、C2、C3(C1C2C3)，学生电源，开关，导线。按照如图所示的学生电源，开关，导线。按照如图所示的电路图连接起来。电路图连接起来。返回返回电容电容频率频率返回返回1交变电流交变电流“通过通过”电容器的理解电容器的理解 当电容器接到交变电路中时，由于两极板间的电压在周期性当电容器接到交变电路中时，由于两极板间的电压在周期性地变化，电压升高时，电容器极板上的电荷量增加，形成充电电地变化，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，流，电压

4、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充放电交替进行，电路中就好像交变电流“通过通过”了电容器，实际了电容器，实际上，自由电荷并没有通过两极板间的绝缘介质。上，自由电荷并没有通过两极板间的绝缘介质。重点诠释重点诠释返回返回2对电容器容抗的理解对电容器容抗的理解 (1)产生原因：产生原因： 电容器的极板充电带有电荷后，会产生阻碍电流的电容器的极板充电带有电荷后，会产生阻碍电流的反向电压反向电压，从而从而对继续充电产生阻碍作用对继续充电产生阻碍作用。 (2)相关因素：相关因素： 电容：电容器的电容越大，充电过程中两极间电容：电容器的电容越大，充电过程中

5、两极间电压增长越电压增长越慢，对继续充电阻碍作用越小。慢，对继续充电阻碍作用越小。 频率：频率：交流电频率越高，电流方向变化越快交流电频率越高，电流方向变化越快，对继续充电，对继续充电的阻碍作用越小。的阻碍作用越小。返回返回3电容器在电子技术中的两种应用电容器在电子技术中的两种应用(1)隔直电容器【电容较大】：隔直电容器【电容较大】：作用是作用是“通交流、隔直流通交流、隔直流”。因为直。因为直流电不能通过电容器，交流电能流电不能通过电容器，交流电能“通过通过”电容器。起这样作用的电电容器。起这样作用的电容器容器电容要大些电容要大些。 (2)高频旁路电容器【电容较小】：高频旁路电容器【电容较小】

6、：作用是作用是“通高频，阻低频通高频，阻低频”。因因为对不同频率的交流电，频率越高，容抗越小，频率越低，容抗为对不同频率的交流电，频率越高，容抗越小，频率越低，容抗越大，即电容器对低频交变电流阻碍作用大，对高频交变电流阻越大，即电容器对低频交变电流阻碍作用大，对高频交变电流阻碍作用小，起这样作用的电容器碍作用小，起这样作用的电容器电容要小些。电容要小些。返回返回1将一平行板电容器与灯泡串联，接将一平行板电容器与灯泡串联，接 在交流电源上，如在交流电源上，如 图图245所示，所示， 灯泡正常发光，则灯泡正常发光，则 ()图图245A电容器对交变电流的阻碍作用仅与交流电频率有电容器对交变电流的阻碍

7、作用仅与交流电频率有 关，与电容的大小无关关，与电容的大小无关B增大电容器两极板间距离，灯泡亮度不变增大电容器两极板间距离，灯泡亮度不变C增大电容器两极板间距离，灯泡一定变暗增大电容器两极板间距离，灯泡一定变暗D使交流电频率减小，灯泡变亮使交流电频率减小，灯泡变亮答案：答案：C返回返回 (1)实验探究：实验探究： 实验电路实验电路 将带铁芯的电感器将带铁芯的电感器L和灯泡和灯泡D串联，串联，再与另一完全相同的灯泡再与另一完全相同的灯泡D并联，接在并联，接在以交流信号发生器为电源的两端，以交流信号发生器为电源的两端，如图如图246所示。所示。返回返回实验操作实验操作实验现象实验现象实验结论实验结

8、论 (1)电感器对交流电电感器对交流电有阻碍作用有阻碍作用(2)交流电的频率越交流电的频率越高电感器对交流电高电感器对交流电的阻碍作用越大的阻碍作用越大(3)线圈的自感系数线圈的自感系数越大，对交流电的越大，对交流电的阻碍作用越大阻碍作用越大 只闭合开关只闭合开关S，调节信号发生器输调节信号发生器输出的信号电压，使出的信号电压，使灯泡灯泡D发出不太强发出不太强烈的光，然后保持烈的光，然后保持电压不变而改变信电压不变而改变信号的频率号的频率 保持电压和频率保持电压和频率不变，把电感器的铁不变，把电感器的铁芯抽出再闭合开关芯抽出再闭合开关S 保持其他条件保持其他条件不变，换用匝数不不变，换用匝数不

9、同的电感器同的电感器闭合开关闭合开关S和和S灯泡灯泡D比比D 亮亮 频率升高频率升高时灯泡时灯泡D变变暗暗；频率降低时灯频率降低时灯泡泡D变变 亮亮灯泡灯泡D亮度亮度变变暗暗 电感器的电感器的匝数越多，灯匝数越多，灯泡亮度越泡亮度越 暗暗返回返回(3)感抗的感抗的 应用：应用：(2)感抗：感抗： 物理意义：表示电感对交变电流阻碍作用的大小。物理意义：表示电感对交变电流阻碍作用的大小。 影响感抗大小的因素：线圈的自感系数越大，交变电流的频率影响感抗大小的因素：线圈的自感系数越大，交变电流的频率越高，感抗越高，感抗越大越大 。 公式：若用公式：若用f表示交流电频率，用表示交流电频率，用L表示线圈的

10、自感系数，则感表示线圈的自感系数，则感抗抗XL2fL，单位：欧，单位：欧()。低频扼流圈低频扼流圈：自感系数较大自感系数较大，感抗较大感抗较大； 作用作用“通直流、阻交流通直流、阻交流”高频扼流圈高频扼流圈：自感系数较小自感系数较小，感抗较小感抗较小； 作用作用“通低频、通直流，阻高频通低频、通直流，阻高频” 温馨提示：温馨提示：(1)电感器有：电感器有：【低频扼流线圈【低频扼流线圈L大大】“通直流、阻交流通直流、阻交流” 【高频扼流线圈高频扼流线圈L小小】“通低频、阻高频通低频、阻高频”的特性。的特性。 (2)电容器有：电容器有：【隔直电容器【隔直电容器C大大】“隔直流、通交流隔直流、通交流

11、” 【高频旁路电容器高频旁路电容器C小小】“通高频、阻低频通高频、阻低频”的特性。的特性。返回返回 1感抗的产生原因感抗的产生原因 交变电流通过线圈时，由于电流时刻在变化，线圈中产生自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，感电动势，自感电动势阻碍电流的变化自感电动势阻碍电流的变化，就形成了对交变电流的，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。阻碍作用，因此，感抗的实质是由线圈的自感现象引起的。重点诠释重点诠释2交变电流与恒定电流通过线圈时的区别交变电流与恒定电流通过线圈时的区别 交变电流与恒定电流通过线圈时，受到的阻碍作用不同，交交变电流

12、与恒定电流通过线圈时，受到的阻碍作用不同，交变电流除受变电流除受电阻的阻碍电阻的阻碍外，还受外，还受线圈的感抗线圈的感抗，而恒定电流，而恒定电流只受电只受电阻的阻碍阻的阻碍作用。作用。返回返回2关于对感抗的理解，下面说法正确的有关于对感抗的理解，下面说法正确的有 ()A感抗是由于电流变化时在线圈中产生了自感电动势感抗是由于电流变化时在线圈中产生了自感电动势 而对电流的变化产生的阻碍作用而对电流的变化产生的阻碍作用B感抗仅与电源的频率有关，与线圈自感系数无关感抗仅与电源的频率有关，与线圈自感系数无关C电感产生的感抗对交变电流有阻碍作用，但不会因电感产生的感抗对交变电流有阻碍作用，但不会因 此消耗

13、电能此消耗电能D感抗和电阻等效，对任何交变电流都是一个确定值感抗和电阻等效，对任何交变电流都是一个确定值答案：答案：AC返回返回 例例1如图如图247所示，白炽灯所示，白炽灯和电容器串联后接在交流电源的两端，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当交流电源的频率增加时()图图247A电容器的电容增加电容器的电容增加B电容器电容减小电容器电容减小C电灯变暗电灯变暗D电灯变亮电灯变亮答案答案D返回返回1在如图在如图248所示的电路中，加上有效值一定的正弦交流电，所示的电路中，加上有效值一定的正弦交流电，若使电容器的两极板错开一定的距离使正对面积减小，则关于交若使电容器的两极板错开

14、一定的距离使正对面积减小，则关于交流电压表的示数，以下说法正确的是流电压表的示数，以下说法正确的是 () A不变不变B减小减小 C增大增大 D始终示数为零始终示数为零答案：答案：B返回返回 例例2如图如图249所示，当交流电源的电压所示，当交流电源的电压(有效值有效值)U220 V，频率，频率f50 Hz,3只灯泡只灯泡L1、L2、L3的亮度相同的亮度相同(L无直流电阻无直流电阻)，若将交流电源的频率变，若将交流电源的频率变为为f100 Hz，电压不变，则，电压不变，则()AL1灯比原来亮灯比原来亮BL2灯比原来亮灯比原来亮CL3灯和原来一样亮灯和原来一样亮DL3灯比原来亮灯比原来亮 答案答案

15、AC 温馨提示：温馨提示： 电阻、电感线圈、电容器在交流电路中的作用不同。电阻、电感线圈、电容器在交流电路中的作用不同。电阻对所有电流阻碍作用相同，阻碍的结果是电能转化为内能电阻对所有电流阻碍作用相同，阻碍的结果是电能转化为内能；纯电感线圈、电容器对交流的阻碍作用与电流频率有关，阻碍的纯电感线圈、电容器对交流的阻碍作用与电流频率有关，阻碍的结果是电能和磁场能、电场能相互转化结果是电能和磁场能、电场能相互转化。返回返回2如图如图2410所示，三个灯泡相同，而且足够耐压，电源内所示，三个灯泡相同，而且足够耐压，电源内阻忽略。单刀双掷开关阻忽略。单刀双掷开关S接接A时，三个灯亮度相同，那么时，三个灯

16、亮度相同，那么S接接B时时 ()A三个灯亮度相同三个灯亮度相同B甲灯最亮，丙灯不亮甲灯最亮，丙灯不亮C甲灯和乙灯亮度相同，丙灯不亮甲灯和乙灯亮度相同，丙灯不亮D只有丙灯不亮，乙灯最亮只有丙灯不亮，乙灯最亮答案：答案：D返回返回 例例3在收音机线路中，经天线接收下来的电信号既有高频成分又有低频成分，经在收音机线路中，经天线接收下来的电信号既有高频成分又有低频成分，经放大后送给下一级，需要把低频成分和高频成分分开，只让低频成分输入给下一级，我放大后送给下一级，需要把低频成分和高频成分分开，只让低频成分输入给下一级，我们采用了如图们采用了如图2411所示装置电路，其中代号所示装置电路，其中代号a、b

17、应选择的元件是应选择的元件是()Aa是电容较大的电容器，是电容较大的电容器，b是低频扼流线圈是低频扼流线圈Ba是电容较大的电容器，是电容较大的电容器，b是高频扼流线圈是高频扼流线圈Ca是电容较小的电容器，是电容较小的电容器，b是高频扼流线圈是高频扼流线圈Da是电容较小的电容器，是电容较小的电容器，b是低频扼流线圈是低频扼流线圈 答案答案C 思路点拨思路点拨(1)电感器有：电感器有：【低频扼流线圈【低频扼流线圈L大大】“通直流、阻交流通直流、阻交流” 【高频扼流线圈高频扼流线圈L小小】“通低频、阻高频通低频、阻高频”的特性。的特性。 (2)电容器有：电容器有：【隔直电容器【隔直电容器C大大】“隔直流、通交流隔直流、通交流” 【高频旁路电容器高频旁路电容器C小小】“通高频、阻低频通高频、阻低频”的特性。的特性。 (3)当将电容器与负载并联，然后与电感器串联时，能起到滤掉电流中的交流当将电容器与负载并联，然后与电感器串联时，能起到滤掉电流中的交流成分和高频成分的作用。成分和高频成分的作用。(4)当将电感器与负载并联，然后与电容器串联时，当将电感器与负载并联，然后与电容器串联时，能起到滤掉电流中的直