5.3电感和电容对交变电流的影响解析.ppt

（一）电感对交变电流的阻碍作用： 演示实验：把带铁芯的线圈L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。实验中取直流电源的电压与交流电压的 有效值相等。 实验现象：接通直流电源时，灯泡亮些； 接通交流电源时，灯泡暗些。 实验表明电感对交变电流有阻碍作用。 思考：为什么电感对交流电有阻碍作用？ 交流电通过电感线圈时，电流时刻在改变， 电感线圈中必然产生自感电动势，阻碍 电流的变化，使灯泡变暗。 电感对交变电流阻碍作用的大小，用感抗 表示。 实验表明： 线圈的自感系数越大、交变电流的频率越高， 电感对交变电流的阻碍作用越大。 思考： 为什么线圈的感抗跟线圈的自感系数和 交流电的频率有关呢？ 感抗是由自感现象引起的，线圈的自感 系数L越大，自感作用就越大，因而感抗 越大； 交流电的频率f越高，电流的变化率越大， 自感作用也越大，因而感抗越大。 应用：“扼流圈” 利用了电感对交流的阻碍作用 （1）低频扼流圈：线圈绕在铁芯上，匝数几千甚至超过一万，自感系数较大，即使交流电的频率较低，产生的感抗逗很大 （2）高频扼流圈：绕在氧化铁芯上，或者空心，匝数几百或几十，自感系数较小，所以只对高频交流电有阻碍作用 特点：通直流、阻交流； 特点；通直流、通低频、阻高频。 （二）电容器对交变电流的阻碍作用： 演示实验：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，观察灯泡的发光情况。 实验现象：接通直流电源，灯泡不亮； 接通交流电源，灯泡亮了。 说明了直流电不能够通过电容器，交流电似乎能够“通过”电容器。 实际上自由电荷并没有通过电容器两极板间的 绝缘介质，而是随着电压的变化，导致电容器不停的被充电放电，不断的有充放电电流经过灯泡，所以似乎是有稳定电流经过灯泡，其实不是，仅仅是充放电电流。 电容对交流阻碍作用的大小用容抗表示。 实验表明： 电容器电容越大、交流的频率越高，电容器对 交流的阻碍作用就越小，容抗越小。 电容器具有“通交流、隔直流”“通高频、 阻低频”的特点。 隔直电容器——通交流、隔直流； 旁路电容器——通高频、阻低频。 例1、 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变亮、L3变暗 D、L1不变、L2变暗、L3变亮 D 练习1：如图所示，当交流电源的电压（有效值）U＝220V、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效值及R值有关，所以C正确。 （AC） （2）直流电无法通过电容，所以A不亮。线圈L无电阻，所以B灯比原来亮。电压值与交流电有效值相同，所以C灯亮度不变。 （BC） 例2、 如图所示，线圈的自感系数L和电容器的 电容C都很小（如L=1mH，C=200pF）， 此电路的重要作用是（ ） A、阻直流通交流，输出交流 B、阻交流通直流，输出直流 C、阻低频通高频，输出高频交流 D、阻高频通低频，输出低频交流和直流 D