5.3电感和电容对交变电流的影响

§5.3电感和电容对交流电流的影响演示实验一：实验器材:学生电源、规格相同的小灯泡两个、线圈、滑动变阻器、双刀双掷开关。LRR=RL实验步骤：1接通直流,选择适当的电压值,观察到什么现象,说明了什么道理?LRR=RL1接通直流,选择适当的电压值,观察到什么现象,说明了什么道理?现象:两灯泡的亮度相同.说明:线圈对直流没有影响!为什么线圈对直流没影响？直流电的电流不变化，线圈没有自感电动势，等效没电阻的导线，没有电阻影响!实验器材:学生电源、规格相同的小灯泡两个、线圈、滑动变阻器、双刀双掷开关。LRR=RL实验步骤：2接通交流,选择适当的电压值,，观察到什么现象？再改变交变电流的频率又观察到什么现象,说明了什么道理?LRR=RL现象:和线圈连接的灯泡比较暗.频率越高灯泡越暗说明:线圈对交流有阻碍作用!且交流的频率越高阻碍作用越强为什么线圈对直流没影响而对交流有影响呢?2接通交流,选择适当的电压值,，观察到什么现象？再改变交变电流的频率又观察到什么现象,说明了什么道理?原因：由于交变电流是不断变化的，所以在电感上产生自感电动势，自感电动势是阻碍电流变化的。且频率越大阻碍越强。1）感抗:电感对交变电流的阻碍作用的大小。2）决定感抗大小的因素：线圈的自感系数和交流电的频率电感对直流没有阻碍作用，对交流电有阻碍作用。通直流、阻交流线圈的自感系数越大、交流频率越高,电感对交流的阻碍作用就越大,线圈的感抗就越大.fLXLp2=电感特性：通直流、阻交流；通低频、阻高频应用：高频扼流圈低频扼流圈构造作用线圈绕在铁心上,匝数多，感抗大线圈绕在铁氧体上,匝数少，感抗小通直流、阻交流通低频，阻高频扼流圈(1)低频扼流圈：(2)高频扼流圈：扼流圈构造：线圈绕在铁心上，匝数多——自感系数大，感抗大作用：“通直流、阻交流”构造：线圈绕在铁氧体上，匝数少——自感系数小，感抗小作用：“通低频，阻高频”~R1R2LR2两端直流电压与R1两端大约相等，交流电压比R1两端小得多请同学们分析一下，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？有无SC演示如图，把小灯泡与电容器串联起来，先把它们接到直流电源上，再把它们接到交流电源上。观察两种情况下灯泡的发光情况。这个实验说明了什么？SC+-∽实验器材：学生电源、小灯泡、电容器(470uF)、双刀双掷开关。实验步骤：1接通直流，观察到什么现象，说明了什么道理？现象：灯泡不亮。解释：接交变电流时，自由电荷并没有通过电容器两极板间的绝缘电介质，只是在交变电压的作用下，电容器交替进行充、放电，电路中就有了电流。演示实验二：说明：直流电不能通过电容器。2接通交流,观察到什么现象,说明了什么道理?现象:灯泡变亮.说明:交流电能“通过”电容器.思考：电容器两极板被绝缘电介质隔开了，为什么有电流通过灯泡？电容器有“通交流，隔直流”的作用。SSC如果把电容器从电路中取下来,直接与交流电源相连,观察灯泡的亮暗情况演示二、电容对交变电流的阻碍作用电容器有“通交流，隔直流”的作用。1、容抗:(1)意义:反映电容对交流阻碍作用的大小容抗XC(1)反映电容对交流的阻碍作用电容越大，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。fCπXC21=电容器对交变电流的阻碍作用关系：(2)影响容抗大小的因素电容器的电容C交变电流的频率f如图所示，平行板电容器与灯泡串联后接在交变电源上，灯泡正常发光，则（）B.增大交变电流的频率,灯泡将变暗.A.将介质板插入电容器中,灯泡将变暗.C.把电容器极板间距拉开一些,灯泡将变暗.D.把电容器两极板错开一些,灯泡将变暗.CDkdsCp4=电容特性（1）隔直电容C大：隔直，通交，通低更通高（2）高频旁路电容C小：让高频交流信号通过电容，而将低频信号送到下一级。作用：通高，阻低，低频进下级高频进电容。通交流、隔直流，通高频、阻低频。小结：通直流，阻交流低频扼流圈（L大）通低频，阻高频高频扼流圈（L小）通交流，隔直流隔直电容器通高频，阻低频高频旁路电容器(C小)电感对交变电流的阻碍作用电容对交变电流的阻碍作用如图所示电路中，三只电灯的亮度相同，如果交流电的频率增大，三盏电灯的亮度将如何改变？为什么？灯L1变暗灯L2变亮灯L3亮度不变L1LCRL2L31、有两个电容分别为C1=5μF,C2=3μF的两电容器，分别加在峰值一定的交流电源上，比较下列哪种情况通过电容器的电流最大()A、在C1上加f=50Hz的交变电流B、在C2上加f=50Hz的交变电流C、在C1上加f=60Hz的交变电流D、在C2上加f=60Hz的交变电流C例1、如图所示，从ab端输入的交流含有高频和低频成分，为了使R上尽可能少地含有高频成分，采用图示电路，其L的作用是_____，C的作用是_____。解析：因L有“通低频、阻高频”的特点，因此L的作用是阻挡高频成分；而通过L后还有少量的高频成分，利用C“通高频、阻低频”的特点,使绝大部分高频成分从C流过。RLCab阻高频通高频例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＝100μH，C＝100pF)。此电路的主要作用是()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，输出高频交变电流D．阻高频、通低频，输出低频交变电流和直流电D例3、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ACBCRCL~ABC解析：因线圈自感系数很小，所以对低频成分的阻碍作用很小，这样直流和低频成分能顺利通过残留，电容器并联在电路中，起旁路作用，因电容C很小，对低频成分的阻碍作用很大，而对部分通过线圈的高频成分阻碍作用很小，最终输出的是低频交流和直流．所以，正确选项为D．例1、如图所示，从ab端输入的交流含有高频和低频成分，为了使R上尽可能少地含有高频成分，采用图示电路，其L的作用是________________，C的作用是__________。解析：因L有“通低频、阻高频”的特点，因此L的作用是阻挡高频成分；而通过L后还有少量的高频成分，利用C“通高频、阻低频”的特点，使绝大部分高频成分从C流过。阻挡高频成分使绝大部分高频成分从C流过练习1、如图所示，线圈L的自感系数和电容器的电容C都很小（如L＝100μH，C＝100pF）。此电路的主要作用是---------（）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，输出高频交变电流D．阻高频、通低频，输出低频交变电流和直流电D“通直阻交，通低阻高”旁侧C：“通交隔直”“通高阻低”