5.3电感和电容对交流电的影响

东海县白塔高级中学高二物理组5.3电感和电容对交变电流的影响第五章交变电流复习回顾1、什么是自感？2、自感电动势在电路中的作用?3、自感电动势大小4、电容器的充电和放电过程当一个线圈中的电流变化时，它产生的变化的磁场不仅在邻近的电路中激发出感应电动势，同样也在它本身激发出感应电动势。这种现象称为自感.阻碍电流的变化IEkt一、电感器对交变电流的阻碍作用说明:现象:思考:为什么线圈对直流没阻碍而对交流有阻碍呢?接通交流,灯泡比较暗.若在线圈中加入铁芯，灯更暗；若增加交流电的频率，灯也更暗。线圈对直流几乎没有阻碍；而对交流有阻碍作用!请打开自主学习p34一、电感器对交变电流的阻碍作用1.感抗(XL):表示电感对交变电流阻碍作用的大小。单位是欧(Ω)2.问题：感抗的大小与哪些因素有关？线圈的自感系数k越大、交变电流的频率f越高，阻碍作用越明显，感抗越大。3.实际应用：扼流圈低频扼流圈：自感系数大，对低频交变电流有很大的阻碍作用。---匝数为几千甚至超过一万，自感系数几十亨。L越大、f越高，灯越暗结论：现象：低频扼流圈的作用是“通直流、阻交流”即：XL=2πƒL高频扼流圈：自感系数小，对低频交变电流的阻碍作用小，对高频交变电流的阻碍作用大。高频扼流圈的作用是“通低频、阻高频”总结：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。这表现了交流与直流不同的特性。学以致用)(100sin2220Vtu若保持电压的有效值不变，只将电源频率改为100HZ，下列说法正确的有:如图所示电路中，L为电感线圈，R为灯泡，电流表内阻为零，电压表内阻无限大，交流电源的电压为：A.电流表示数增大B.电压表示数增大C.灯泡变暗D.灯泡变亮RLBC思考与讨论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？低频扼流圈阻碍的是一切的交流电，故对高频交流电有显著的阻碍作用；而高频扼流圈阻碍的是高频交流电，故对低频交流电无阻碍作用。低频扼流圈的应用低频扼流圈的作用是通直流阻交流，所以R2两端的直流电压与R1两端大约相等，但交流电压比R1两端小很多。该电路中应选择自感L较大的线圈。直流成分演示:实验器材：学生电源、小灯泡、电容器、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？二、交变电流能够通过电容器2接通交流,观察到什么现象,说明了什么道理?说明:现象: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，电路中就有了持续的电流。（请看书本39页图5.3-5或自主学习p34）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？接通直流，灯泡不亮。接通交流,灯泡变亮若将电容短接，灯更亮。直流电不能通过电容器。交流电能“通过”电容器.三、电容器对交变电流的阻碍作用现象:C越大,f越高,灯泡越亮。1.容抗(XC)：表示电容对交流的阻碍作用的大小.用字母XC表示，单位是欧(Ω)结论；电容越大，交流的频率越高，电容器的阻碍作用越小，容抗越小。2.问题:容抗的大小和哪些因素有关呢?为什么电容器对交变电流的阻碍作用？请大家打开自主学习p34了解。即：XC=2πƒC1总结：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。这表现了交流与直流不同的特性。高频旁路电容器：通高频、阻低频。隔直电容器：通交流、隔直流。3.实际应用：学以致用如图所示，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.CDkdsC4元件电感线圈电容器作用通直流，阻交流;通低频，阻高频。通交流，隔直流；通高频，阻低频。描述阻碍作用的物理量感抗XL容抗XC决定因素1自感系数L2交流电频率f1电容C2交流电频率f关系L越大，f越高，XL越大。C越大，f越高，XC越小。对比记忆1.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、电容本身有关，还跟交流的频率有关：•电感“通直流；阻交流。”“通低频；阻高频。”•电容“通交流；隔直流。”“通高频；阻低频。”本节小结1、有一电阻极小的导线绕制成线圈接在交流电上，如果电源电压峰值保持不变，比较下面哪种情况，通过线圈的电流最小()A、所加电源频率为50HzB、所加电源频率为100HzC、所加电源频率为50Hz，减少线圈匝数D、在线圈中加入铁芯，所加电源频率为100HzD发散练习2、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C3.如图一段长直导线接在交流电源上时电流为I1,如果把这段长直导线密绕成线圈,现接入原电路,通过线圈的电流为I2,则()A.B.C.D.条件不足,无法比较.B4.在交流电路中,如果电源电动势的最大值不变,频率可以改变,在如图所示电路的a、b两点间逐次将图中的电路元件甲、乙、丙单独接入，当使交流电频率增加时，可以观察到下列论述的那些情况()A．A1读数不变，A2增大，A3减小B．A1读数减小，A2不变，A3增大C．A1读数增大，A2不变，A3减小D．A1，A2，A3读数均不变C拓展使用220V交流电源的电气设备和电子仪器，金属外壳和电源之间都有良好的绝缘，但是有时候用手触摸外壳仍会感到“麻手”，用试电笔测试时，氖管发光，这是为什么？怎么处理？这是因为与电源相连的机芯和金属外壳可以看作电容器的两个极板，电源中的交变电流能够通过这个“电容器”。故为了确保安全，电器设备和电子仪器的金属外壳都应接地。