电感和电容对交变电流的影响.ppt

课时课时5.3　电感和电容对交变电流的影响　电感和电容对交变电流的影响课时课时5.2　描述交变电流的物理量　描述交变电流的物理量 1.1.通过实验通过实验, ,了解电感器和电容器对交变电流的阻碍和导通作用了解电感器和电容器对交变电流的阻碍和导通作用2.2.知道感抗和容抗的物理意义及影响因素知道感抗和容抗的物理意义及影响因素3.3.通过猜想、假设、实验、交流合作与分析论证通过猜想、假设、实验、交流合作与分析论证, ,体验科学探究过程体验科学探究过程1.1.电感器对交变电流的阻碍作用电感器对交变电流的阻碍作用(1)(1)概念概念: :电感器电感器( (线圈线圈) )对交变电流对交变电流________________作用的大小用感抗表示作用的大小用感抗表示 (2)(2)感抗大小感抗大小: :与交变电流的频率有关与交变电流的频率有关, ,与电感器的自感系数有关与电感器的自感系数有关交变电流的频率越高交变电流的频率越高, ,则电感器的感抗则电感器的感抗______________ 线圈的自感系数越大线圈的自感系数越大, ,则电感器的感抗则电感器的感抗________________。

(3)(3)低频扼流圈对低频交变电流有低频扼流圈对低频交变电流有______________的阻碍作用的阻碍作用, ,对直流的阻碍作用对直流的阻碍作用____,____,即即““通直流通直流, ,阻交流阻交流””; ;高频扼流圈对低频交变电流的阻碍作用高频扼流圈对低频交变电流的阻碍作用_______,_______,对高频对高频交变电流的阻碍作用交变电流的阻碍作用_________,_________,即即““通低频通低频, ,阻高频阻高频””　阻碍　　阻碍　　越大　　越大　　越大　　越大　　很大　　很大　较小　较小　较小　较小　　较大　　较大　2.2.电容器对交变电流的阻碍作用电容器对交变电流的阻碍作用(1)(1)概念概念: :电容器对交变电流电容器对交变电流______________作用的大小用容抗表示作用的大小用容抗表示 (2)(2)容抗大小容抗大小: :与交变电流的频率有关与交变电流的频率有关, ,与电容器的电容有关与电容器的电容有关交变电流的频率越高交变电流的频率越高, ,则电容器的容抗则电容器的容抗______________ 电容器的电容越大电容器的电容越大, ,则电容器的容抗则电容器的容抗______________。

(3)(3)电容器对电流的作用电容器对电流的作用: :通交流、隔通交流、隔______,______,通高频、阻通高频、阻____________　阻碍　　阻碍　　越小　　越小　　越小　　越小　　直流　　直流　　低频　　低频　　主题　主题1:1:电感对交变电流的阻碍作用电感对交变电流的阻碍作用( (重点探究重点探究) )(1)(1)做一做教材中本节的做一做教材中本节的““演示演示””实验实验, ,如图所示如图所示, ,把带铁芯的线圈把带铁芯的线圈L L与白炽灯与白炽灯串联起来串联起来, ,先把它们接到直流电源上先把它们接到直流电源上, ,再把它们接到交流电源上让直流电源再把它们接到交流电源上让直流电源的电压与交流电压的有效值相等的电压与交流电压的有效值相等①①你会观察到什么现象你会观察到什么现象? ?这说明了什么这说明了什么?②?②电感器对交变电流阻碍作用的实质电感器对交变电流阻碍作用的实质是什么是什么? ?③③直流电与交流电哪个更容易通过电感线圈直流电与交流电哪个更容易通过电感线圈? ?低频交流电与高频交流电哪个更低频交流电与高频交流电哪个更容易通过电感线圈容易通过电感线圈? ? 电感器对交流电电感器对交流电的阻碍作用的阻碍作用.flv.flv(2)(2)扼流圈是电子技术中常用的电子元件扼流圈是电子技术中常用的电子元件, ,扼流圈可分为低频扼流圈和高频扼扼流圈可分为低频扼流圈和高频扼流圈流圈, ,如图所示如图所示, ,它是由几十匝线圈绕在一个空心的铁氧体芯上组成的。

它是由几十匝线圈绕在一个空心的铁氧体芯上组成的①①你认为它是低频扼流圈还是高频扼流圈你认为它是低频扼流圈还是高频扼流圈? ?②②低频扼流圈对高频交流电是否有显著的阻碍作用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高频扼流圈对低频交流电是否有显著的阻碍作用是否有显著的阻碍作用? ?解答解答:(1)①:(1)①接通直流电源时接通直流电源时, ,灯泡亮些灯泡亮些; ;接通交流电源时接通交流电源时, ,灯泡暗些这说明电灯泡暗些这说明电感线圈对交变电流有阻碍作用感线圈对交变电流有阻碍作用②②当交变电流通过电感线圈时当交变电流通过电感线圈时, ,线圈中就要产生自感电动势线圈中就要产生自感电动势, ,而自感电动势总而自感电动势总是阻碍电流的变化是阻碍电流的变化, ,这种阻碍作用就是感抗这种阻碍作用就是感抗, ,所以电感器对交变电流的阻碍作所以电感器对交变电流的阻碍作用用( (感抗感抗) )实际上就是线圈的自感现象实际上就是线圈的自感现象③③电感线圈对交流电有阻碍作用电感线圈对交流电有阻碍作用, ,对直流电没有阻碍作用对直流电没有阻碍作用, ,因此直流电更容易因此直流电更容易通过电感线圈通过电感线圈; ;频率越高频率越高, ,阻碍作用越强阻碍作用越强, ,因此低频交流电更容易通过电感线圈。

因此低频交流电更容易通过电感线圈2)①(2)①由于线圈匝数较少由于线圈匝数较少, ,又是绕在一个空心的铁氧体芯上又是绕在一个空心的铁氧体芯上, ,线圈的自感系数较线圈的自感系数较小小, ,所以是高频扼流圈所以是高频扼流圈②②低频扼流圈对高频交流电有显著的阻碍作用低频扼流圈对高频交流电有显著的阻碍作用, ,但高频扼流圈对低频交流电没但高频扼流圈对低频交流电没有显著的阻碍作用有显著的阻碍作用知识链接知识链接: :电感线圈对交变电流的阻碍作用的本质是交变电流通过线圈时电感线圈对交变电流的阻碍作用的本质是交变电流通过线圈时, ,由由于电流的变化于电流的变化, ,因此自感现象不断发生因此自感现象不断发生, ,而自感电动势总是要阻碍电流的变化而自感电动势总是要阻碍电流的变化　做一做教材中本节的　做一做教材中本节的““演示演示””实验实验, ,如图所示如图所示, ,把白炽灯和电容器串联起来把白炽灯和电容器串联起来, ,先把它们接到直流电源上先把它们接到直流电源上, ,再把它们接到交流电源上让直流电源的电压与交再把它们接到交流电源上让直流电源的电压与交流电压的有效值相等流电压的有效值相等 (1)(1)说说灯泡的发光情况说说灯泡的发光情况, ,这个实验说明了什么这个实验说明了什么? ?(2)(2)交变电流是如何交变电流是如何““通过通过””电容器的电容器的? ?(3)(3)““隔直电容隔直电容””和和““高频旁路电容高频旁路电容””在交变电流电路中的作用有什么不同在交变电流电路中的作用有什么不同? ?主题主题2:2:交变电流能够通过电容器交变电流能够通过电容器 电容器对交流电的作用电容器对交流电的作用FLVFLV解答解答:(1):(1)当接到直流电源上时当接到直流电源上时, ,小灯泡不发光小灯泡不发光; ;当接到交流电源上时当接到交流电源上时, ,小灯泡发小灯泡发光。

这说明恒定电流不能通过电容器光这说明恒定电流不能通过电容器, ,而交变电流能够而交变电流能够““通过通过””电容器电容器, ,即电即电容器具有容器具有““隔直流、通交流隔直流、通交流””的特性2)(2)如果把电容器接在交变电流两端如果把电容器接在交变电流两端, ,在交变电压的作用下在交变电压的作用下, ,当电源电压升高时当电源电压升高时, ,电容器充电电容器充电, ,电路中形成充电电流电路中形成充电电流; ;当电源电压降低时当电源电压降低时, ,电容器放电电容器放电, ,电路中形电路中形成放电电流在交流电源的一个周期内成放电电流在交流电源的一个周期内, ,电容器要交替进行充电、放电电容器要交替进行充电、放电, ,反向反向充电、反向放电充电、反向放电, ,电路中就有了持续的交变电流电路中就有了持续的交变电流, ,就好像电流就好像电流““通过通过””了电容了电容器3)(3)隔直电容隔直电容: :隔直流隔直流, ,通交流高频旁路电容通交流高频旁路电容: :让高频交流信号通过电容让高频交流信号通过电容, ,而将而将低频信号送到下一级低频信号送到下一级, ,即通高频即通高频, ,阻低频知识链接知识链接: :电容的作用是电容的作用是““通交流、隔直流通交流、隔直流, ,通高频、阻低频通高频、阻低频””。

　主题　主题3:3:电感器、电容器在交变电流中的应用电感器、电容器在交变电流中的应用分频器是音箱分频器是音箱( (如图甲所示如图甲所示) )内的一种电路装置内的一种电路装置, ,用以将输入的音乐信号分离成用以将输入的音乐信号分离成高音、低音等不同部分高音、低音等不同部分, ,然后分别送入相应的高音、低音扬声器发音分频器然后分别送入相应的高音、低音扬声器发音分频器电路如图乙所示电路如图乙所示 请分析这个电路的工作原理请分析这个电路的工作原理, ,说说其中说说其中C1C1、、L1L1、、C2C2、、L2L2的作用解答解答: :输入信号是既有高频也有低频的混合信号输入信号是既有高频也有低频的混合信号, ,但高音扬声器中应得到高但高音扬声器中应得到高频信号频信号, ,低音扬声器中应得到低频信号附加高音信息的高频交变电流和附低音扬声器中应得到低频信号附加高音信息的高频交变电流和附加低音信息的低频交变电流混合在一起加低音信息的低频交变电流混合在一起, ,从功放机经音频线输入到音箱从功放机经音频线输入到音箱, ,分分成两路成两路: :一路通过电容一路通过电容C1C1、电感、电感L1L1输送到高音扬声器输送到高音扬声器, ,另一路通过电感另一路通过电感L2L2、、电容电容C2C2输送到低音扬声器。

输送到低音扬声器C1C1应阻低频、通高频应阻低频、通高频, ,这样大部分低频交变电流被阻在这样大部分低频交变电流被阻在C1C1前前, ,即使低频交变电即使低频交变电流通过流通过C1,C1,也要在与扬声器并联的也要在与扬声器并联的L1L1中短路耗能中短路耗能, ,也就是说也就是说L1L1应通低频、阻高应通低频、阻高频L2L2应通低频、阻高频应通低频、阻高频, ,这样大部分高频交变电流被阻在这样大部分高频交变电流被阻在L2L2前前, ,即使高频交变电即使高频交变电流通过流通过L2,L2,也要在与扬声器并联的也要在与扬声器并联的C2C2中短路耗能中短路耗能, ,也就是说也就是说C2C2应阻低频、通高应阻低频、通高频这样加在高音扬声器上的只有高频电流这样加在高音扬声器上的只有高频电流, ,加在低音扬声器上的只有低频电流加在低音扬声器上的只有低频电流, ,充分利用高音、低音扬声器的声学特性充分利用高音、低音扬声器的声学特性, ,又互不干扰又互不干扰知识链接知识链接: :在电子技术中在电子技术中, ,常常根据电感器常常根据电感器““通直流、阻交流通直流、阻交流””, ,电容器电容器““通交通交流、隔直流流、隔直流””的特点的特点, ,将二者结合将二者结合, ,并与电阻组合到一起来达到一定的目的。

并与电阻组合到一起来达到一定的目的1.1.交流电通过一段长直导线时电流为交流电通过一段长直导线时电流为I,I,如果把这根长直导线绕成线圈如果把这根长直导线绕成线圈, ,再接再接入原电路入原电路, ,则通过线圈的电流则通过线圈的电流I'I'与原电流与原电流I I相比相比( (　　　　) )A.I'>IA.I'>I　　　　　　　　　　　　　　　　　　B.I'

抗与电阻之和 2.2.如图所示的电路中如图所示的电路中, ,正弦交流电源电压的有效值为正弦交流电源电压的有效值为220 V,220 V,则关于交流电压表则关于交流电压表的示数的示数, ,以下说法正确的是以下说法正确的是( (　　　　) )A.A.等于等于220 V220 VB.B.大于大于220 V220 VC.C.小于小于220 V220 VD.D.等于零等于零【【解析解析】】虽然交变电流能通过电容器虽然交变电流能通过电容器, ,但也受到阻碍作用电容器与电阻串联但也受到阻碍作用电容器与电阻串联, ,根据分压原理可知电阻两端的电压小于电源电压根据分压原理可知电阻两端的电压小于电源电压, ,电压表测的是电阻两端的电电压表测的是电阻两端的电压压, ,故故C C正确答案答案】】C C　　　　【【点评点评】】考查电容对交变电流的阻碍作用考查电容对交变电流的阻碍作用, ,本题中本题中, ,因为电容有容抗因为电容有容抗, ,它分它分一部分电压一部分电压3.3.如图所示如图所示, ,当交流电源的电压为当交流电源的电压为220 V,220 V,频率为频率为50 Hz50 Hz时时, ,三只灯泡三只灯泡A A、、B B、、C C的的亮度相同。

若将交流电源的电压保持不变亮度相同若将交流电源的电压保持不变, ,频率改变为频率改变为100 Hz100 Hz时时, ,则则 ( (　　　　) )A.AA.A灯比原来亮　　灯比原来亮　　B.BB.B灯比原来亮灯比原来亮C.CC.C灯亮度不变灯亮度不变 D.CD.C灯比原来暗灯比原来暗【【解析解析】】频率越大频率越大, ,感抗越大感抗越大, ,容抗越小故容抗越小故A A灯比原来亮灯比原来亮,B,B灯比原来暗灯比原来暗,C,C灯亮灯亮度不变故选度不变故选A A、、C C答案答案】】ACAC【【点评点评】】电阻电阻: :对交、直流均阻碍感抗对交、直流均阻碍感抗: :只对变化的电流有阻碍容抗只对变化的电流有阻碍容抗: :只通只通交流交流, ,不通直流不通直流4.4.图示为电子技术中常用的电路之一图示为电子技术中常用的电路之一, ,““~ ~””表示低频交流表示低频交流, ,““ ””表示高频交表示高频交流流, ,“—”“—”表示直流甲图中有一个电容较大的电容器表示直流甲图中有一个电容较大的电容器, ,乙图中有一自感系数乙图中有一自感系数较大的电感线圈较大的电感线圈, ,丙图中有一个电容较小的电容器丙图中有一个电容较小的电容器, ,则下列叙述正确的是则下列叙述正确的是( (　　　　) )。

A.A.图甲中后级输出的只有交流成分图甲中后级输出的只有交流成分B.B.图乙中后级输出的主要是直流成分图乙中后级输出的主要是直流成分C.C.图丙中后级输出的主要是低频交流成分图丙中后级输出的主要是低频交流成分D.D.图丙中后级输出的主要是高频交流成分图丙中后级输出的主要是高频交流成分【【解析解析】】图甲中电容器具有图甲中电容器具有““隔直流、通交流隔直流、通交流””的作用的作用, ,图乙中的电感线圈具图乙中的电感线圈具有有““通直流、阻交流通直流、阻交流””的作用的作用, ,图丙中的电容器具有图丙中的电容器具有““通高频、阻低频通高频、阻低频””的作的作用用, ,故选项故选项A A、、B B、、C C正确答案答案】】ABCABC　　　　【【点评点评】】考查电感、电容对交变电流的阻碍作用与频率的关系考查电感、电容对交变电流的阻碍作用与频率的关系。