人教版高中物理选修（3-2）-5.3《电感和电容对交变电流的影响》参考课件

1、三、电感和电容对交变电流的影响三、电感和电容对交变电流的影响 问题：在直流电路中，影响电流与电压关系的只问题：在直流电路中，影响电流与电压关系的只有电阻，交变电流中影响电流与电压关系的是否有电阻，交变电流中影响电流与电压关系的是否只有电阻呢？只有电阻呢？实验实验: 装置介绍装置介绍+-现象：接通直流时，灯泡发亮现象：接通直流时，灯泡发亮 接通交流时，灯泡不亮（暗些）接通交流时，灯泡不亮（暗些）请分析原因请分析原因直流和交流的电直流和交流的电压大小相同压大小相同接交流时，由于变化的电流通接交流时，由于变化的电流通过线圈发生自感现象，产生阻过线圈发生自感现象，产生阻碍电流变化的感应电动势，使碍电流

2、变化的感应电动势，使灯泡变暗。灯泡变暗。一、电感对交变电流的阻碍作用一、电感对交变电流的阻碍作用 演示演示LSLS如图，把带铁芯的线圈如图，把带铁芯的线圈L与小灯泡串联起来，先把与小灯泡串联起来，先把它们接到直流电源上，再把它们接到交流电源上。它们接到直流电源上，再把它们接到交流电源上。取直流电源的电压与交流电压的有效值相等。观察取直流电源的电压与交流电压的有效值相等。观察两种情况下灯泡的亮度。这个实验说明了什么？两种情况下灯泡的亮度。这个实验说明了什么？1.实验结论：实验结论：电感对交变电流有阻碍作用电感对交变电流有阻碍作用一、电感对交变电流的阻碍作用一、电感对交变电流的阻碍作用2.感抗：感

3、抗：表示电感对交变电流阻碍大小表示电感对交变电流阻碍大小问题：感抗的大小与哪些问题：感抗的大小与哪些 因素有关？因素有关？ （实验）（实验）线圈的自感系数越大、交变电流的线圈的自感系数越大、交变电流的频率越高，阻碍作用越明显，感抗频率越高，阻碍作用越明显，感抗越大越大3.实际应用：实际应用：低频扼流圈：自感系数大，低频扼流圈：自感系数大，电阻小，对低频交变电流有电阻小，对低频交变电流有很大的阻碍作用。很大的阻碍作用。低频扼流圈的作用是低频扼流圈的作用是“通直流、阻交流通直流、阻交流”高频扼流圈：自感系数小，高频扼流圈：自感系数小，对低频交变电流的阻碍作用对低频交变电流的阻碍作用小，对高频交变电

4、流的阻碍小，对高频交变电流的阻碍作用大作用大高频扼流圈的作用是高频扼流圈的作用是“通低频、阻高频通低频、阻高频”感抗：感抗：XL=2f L注意：注意：感抗的大小不仅与线圈构造有关，而且与通过的交流感抗的大小不仅与线圈构造有关，而且与通过的交流电（频率）有关。这表现了电（频率）有关。这表现了交流与直流不同的特性交流与直流不同的特性。调换电感不同的线圈、改调换电感不同的线圈、改变交变电流的频率。变交变电流的频率。现象：现象：L越大、越大、f越高，灯越高，灯越暗越暗+-实验：实验：现象：现象：接接直流直流时，灯时，灯不亮不亮，接，接交流交流时，灯泡时，灯泡亮亮了。了。说明：说明：直流电不能通过电容器

5、，直流电不能通过电容器，而交变电流能而交变电流能“通过通过”电容器。电容器。交流又表现出与直流不同交流又表现出与直流不同的特性！的特性！请分析：电容器两极板请分析：电容器两极板被绝缘电介质隔开了，被绝缘电介质隔开了，为什么有电流通过灯泡？为什么有电流通过灯泡？解释：解释：接交变电流时，自由电接交变电流时，自由电荷并没有通过电容器两极板间荷并没有通过电容器两极板间的绝缘电介质，只是在交变电的绝缘电介质，只是在交变电压的作用下，电容器交替进行压的作用下，电容器交替进行充、放电，电路中就有了电流。充、放电，电路中就有了电流。二、交变电流能够通过电容器二、交变电流能够通过电容器交变电流可以交变电流可以

6、“通过通过”电容器，电容器对交变电容器，电容器对交变电流有什么样的作用呢？电流有什么样的作用呢？三、电容器对交变电流的阻碍作用三、电容器对交变电流的阻碍作用实验：实验：改变电容值改变电容值 ，观察灯泡亮暗，观察灯泡亮暗 改变交流频率，观察灯泡亮暗改变交流频率，观察灯泡亮暗现象：现象：电容越大，灯泡越亮，电容越大，灯泡越亮， 交流频率越高，灯泡越亮。交流频率越高，灯泡越亮。1.电容器对交变电流有阻碍作用电容器对交变电流有阻碍作用2.容抗：表示电容对交流的阻碍作用的大小容抗：表示电容对交流的阻碍作用的大小3.电容越大，交流的频率越高，电容器的阻碍作用越小，容抗电容越大，交流的频率越高，电容器的阻碍

7、作用越小，容抗越小越小4.实际应用：实际应用：通交流、阻直流，通高频、阻低频。通交流、阻直流，通高频、阻低频。2f C容抗：容抗：XC=1注意：容抗的大小不仅与电容器构造有关，而且与通注意：容抗的大小不仅与电容器构造有关，而且与通过的交流电（频率）有关。这表现了过的交流电（频率）有关。这表现了交流与直流不同交流与直流不同的特性的特性。电容大一次充电容大一次充电量大；频率电量大；频率高单位时间内高单位时间内充电次数多，充电次数多，所以电流大，所以电流大，容抗小。容抗小。v本节小结：本节小结： 1.交变电流的电流与电压关系不仅与电阻有关，还与交变电流的电流与电压关系不仅与电阻有关，还与电感、电容电

8、感、电容 有关。有关。 2.电感和电容对交流的阻碍作用的大小不仅与电感、电感和电容对交流的阻碍作用的大小不仅与电感、电容本身有关，还跟交流的频率有关：电容本身有关，还跟交流的频率有关： 电感电感“通直流；阻交流。通直流；阻交流。” “通低频；阻高频。通低频；阻高频。” 电容电容“通交流；隔直流。通交流；隔直流。” “通高频；阻低频。通高频；阻低频。” 3. 2f C容抗：容抗：XC=1感抗：感抗：XL=2f L后级输后级输入入前级输出前级输出巩固练习巩固练习 1.在电子技术中，从某一装置输出在电子技术中，从某一装置输出的电流常常既有交流成分，又有直流的电流常常既有交流成分，又有直流成分。如果只

9、需要把交流成分输送到成分。如果只需要把交流成分输送到下一级装置，只要在两级电路之间接下一级装置，只要在两级电路之间接入一个电容器（称做入一个电容器（称做隔直电容器隔直电容器）就）就可以了。电容器应并联还是串联接入可以了。电容器应并联还是串联接入电路？右图所示的接法对吗？为什么？电路？右图所示的接法对吗？为什么？答：电容器应串联接入电路，图示接法是正确的。答：电容器应串联接入电路，图示接法是正确的。由于电容器串联接入电路，直流成分不能通过，由于电容器串联接入电路，直流成分不能通过，而交流成分可以通过电容器被输出到下一级装置。而交流成分可以通过电容器被输出到下一级装置。 2.在电子技术中，从某一装

10、置输出在电子技术中，从某一装置输出的交流常常既有高频成分，又有低频的交流常常既有高频成分，又有低频成分。如果只需要把低频成分输送到成分。如果只需要把低频成分输送到下一级装置，只要在下一级电路的输下一级装置，只要在下一级电路的输入端并联一个电容器就可以达到目的入端并联一个电容器就可以达到目的（如右图）。具有这种用途的电容器（如右图）。具有这种用途的电容器叫做高频旁路电容器。请说明它的工叫做高频旁路电容器。请说明它的工作原理。作原理。后级输入后级输入前级输出前级输出答：电容器对高频成分的容抗小，对低频成分的容抗答：电容器对高频成分的容抗小，对低频成分的容抗大，如图这样联接，高频成分就通过大，如图这样联接，高频成分就通过“旁路旁路”的电容的电容器，而低频成分输送到下一级装置。器，而低频成分输送到下一级装置。可见：在电子技术中，电容广泛应用。可见：在电子技术中，电容广泛应用。3.