第三节-电感与电容对交变电流的影响上课用.ppt

* * 三、 电感和电容对 交变电流的影响 复习 电容器： 任何两个彼此绝缘且相隔很近的导体构成一个电容器。 （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。 具体关系： (1)低频扼流圈：线圈绕在铁心上，匝数多，自感系数大，感抗大。 (2)高频扼流圈：线圈绕在铁氧体上，匝数少自感系数小，感抗小。 应用----扼流圈 通直流、阻交流，通低频、阻高频 作用：通直流、阻交流 作用：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，交流电能够 “通过”电容器。即电容器有“通交流，隔直流”的作用。 电容器通过充电和放电，电路中就有了电流，表现为交流通过了电路。实际上自由电荷并没有通过电容器两极板间的绝缘介质。 原因分析： 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。 具体关系： 一、隔直电容器——通交流、隔直流； 在电子技术中，声音、图像等信号都要变成交流来处理。微弱的信号电流往往需要经过几级放大，在某级放大之后，要把信号送 到下级，但两级的直流工作状 态不能相互影响。这时可以在 两级之间接入右图所示的电路, 图中的电容器称为耦合电容器。 这个电容起到了“隔直流，通交 流”的作用。 应用 二、旁路电容器——通高频、阻低频。 在电子技术中，从某一装置输出的交流常常既有高频成分，又有低频成分。如果只需要把低频成分输送到下一级装置，可以在一级电路 的输入端并联一个电容器。这 样，进入下一级的高频成分就 很少了。这种电容器叫做高频 旁路电容器。这个电容器起到 了“”通高频，阻低频“”的作用， 即“高频旁路”的作用。 例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 *