5.3电感和电容对交流的阻碍作用

5.3电感和电容对交流的阻碍作用题型二非正弦交流电有效值的计算例2如图6所示表示交变电流的电流随时间变化的图象，此交变电流的有效值是()图6A．52AB．5AC．3.52AD．3.5A解析根据电流的热效应，有I2RT＝I21Rt1＋I22Rt2即I2R×2＝(42)2R×1＋(32)2R×1得I＝5A．所以该交变电流的有效值为5A.B例题：已知交流图像，有效值计算t/si/A2-2o123t/si/A2-3o123t/sU/V2-1o1346求出交流的有效值，并计算该交流加在R=5Ω电阻上产生的电功率t/si/A2-3o123t/si/A2-2o123巩固复习•交流的定义•交流的产生•交流的规律•交流的图像•交流的物理量瞬时值——瞬时电压、电流、电功率峰值有效值——正弦式交流，求电能、电功率平均值——求电量1、一电阻接在20V的直流电源上，消耗的电功率为10W，把这一电阻接在某一交流电源上，该交流电源的输出电压u随时间t变化的图象如图5-2-4所示，则这一电阻消耗的电功率为（）A.5WB.7.07WC.10WD.14.1W2、在电阻R上分别加如图5-2-5（1）、（2）所示的交变电压u1和u2，在较长的相等时间内，内阻R上产生的热量相等，电阻R的阻值变化可以忽略，那么（）A.交变电压u2的最大值Um等于UB.交变电压u2的最大值Um等于UC.交变电压u1的有效值等于UD.交变电压u1的有效值等于U/3、一个正弦规律变化的交变电流的图象如图5-2-6所示，根据图象计算：（1）交变电流的频率。（2）交变电流的有效值。（3）写出该电流的瞬时值表达式。（4）在什么时刻该电流的瞬时值大小与其有效值相等。一、交流中的电阻元件•电流:I=U/R电压：U=Ir•特点：1、电流和电压同步达到最大值和最小值2、交流的频率不影响电阻值R=U/I公式中的U、I为有效值或瞬时值一、电感对交变电流的阻碍作用1.演示实验现象：接直流的亮些，接交流的暗些．结论：电感对直流电无阻碍作用，对交流电有阻碍作用。交变电流频率越高，灯越暗I增大I减小分析原因：一、电感对交变电流的阻碍作用2.感抗（1）反映电感对交变电流阻碍作用的大小。（2）影响感抗大小的因素自感系数越大、交流的频率越高，线圈的感抗越大。2LZLfL00sincos()2LItLIt0u若U=Ucos(t+)002ULIuLIUZL00得0cosiIt若diULdt则可得(3)交流通过线圈发生的现象：1、线圈中电流为零，电压最大；电流最大时，电压为零2、线圈对交流有阻碍作用的原因：自感电动势阻碍电流变化；感抗是各种阻碍原因的表现，与自感系数（电感）和交流的频率有关4.应用：（a）低频扼流圈：（b）高频扼流圈：3.线圈（电感）的特性：通直流、阻交流；通低频、阻高频。A、构造：线圈绕在铁心上，匝数多，感抗大B、作用：“通直流、阻交流”A、构造：线圈绕在铁氧体上，匝数少，感抗小B、作用：“通过低频，阻高频”分析实际电路uR1R2U出电感线圈为直流电阻是0的高频扼流线圈，加直流电时，输出电压与R1上电压关系怎样？若加交流电，关系又怎样？二．电容对交变电流的阻碍作用1.演示实验（1）实验现象：通入直流电，灯泡不亮，说明直流电不能通过电容器，接入交流电时，灯泡亮了，说明交流能够通过电容器。（2）实验结论：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。(3)实验现象分析——电容通交隔直的原因实验结论：电容器对交流电路存在阻碍作用，且电容越大、频率越高，阻碍作用越小。(4)电容器对交变电流的阻碍作用微观机制：基板上的积累电荷，对电路中运动的电荷的作用电容器上电压最大时，电路中电流最小为0电容器上电压最小为0时，电路中电流最大2.容抗（1）反映电容对交流的阻碍作用（2）影响容抗大小的因素电容越大，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。3.应用（1）隔直电容：隔直流，通交流。串联在电路上-耦合电容器（2）高频旁路电容：让高频交流信号通过电容，而将低频信号送到下一级。通高频，阻低频。并联在电路上-高频旁路电容器(3)“漏电”现象通交流、隔直流；通高频、阻低频。CfCZC121分析实际电路uR1U出C1uU出C2小结：通直流，阻交流通低频，阻高频电容对交变电流的作用：通交流，隔直流通高频，阻低频电感对交变电流的作用：低频扼流圈（L大）高频扼流圈（L小）隔直电容器（C大）高频旁路电容器（C小）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（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灯比原来亮例2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AC例2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ACBC例2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）。练习2如图所示，甲、乙是规格相同的灯泡，A、B两端加直流电压时，甲灯正常发光，乙灯完全不亮；当A、B两端加上有效值和直流电压相等的交流电压时，甲灯发出微弱的光，乙灯能正常发光。下列说法正确的有（）A．与甲灯串联的元件X是电容器B．与乙灯串联的元件Y是电容器C．与甲灯串联的元件X是电感线圈D．与乙灯串联的元件Y是电感线圈练习2如图所示，甲、乙是规格相同的灯泡，A、B两端加直流电压时，甲灯正常发光，乙灯完全不亮；当A、B两端加上有效值和直流电压相等的交流电压时，甲灯发出微弱的光，乙灯能正常发光。下列说法正确的有（）A．与甲灯串联的元件X是电容器B．与乙灯串联的元件Y是电容器C．与甲灯串联的元件X是电感线圈D．与乙灯串联的元件Y是电感线圈BC