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,高中物理课件,灿若寒星整理制作,2.3 探究电阻、电感和电容的作用,2,1.理解电阻器对交变电流有阻碍作用。,3.知道为什么电容器对交变电流有阻碍作用。,4.知道用感抗和容抗表示电感和电容对交变电流的阻碍作用的大小.知道感抗和容抗与哪些因素有关。,2.理解为什么电感对交变电流有阻碍作用。,3,引入：,在直流电路中，电压、电流和电阻的关系遵从欧姆定律，在交流电路中，如果电路中只有电阻，例如白炽灯、电炉等，实验和理论分析都表明，欧姆定律仍适用但是如果电路中包括电感、电容，情况就要复杂了,4,回顾：,什么是电容器？,任何两个彼此绝缘且相隔很近的导体构成一个电容器,如果将电容器接入直流电路中，稳定时电路中有没有电流？,没有，因为电容器中间是绝缘的,除了电容器外，在实际电路中，还分布着大量的电阻和电感线圈等元器件。在电力设备中，各种电气设备都具有电阻的特性，有的还具有其他特别的特性。那么，这些元器件对交变电流的作用是怎样的呢？,5,A,1,A,2,观察 ：,如图甲、乙所示实验，当电键接通直流电流和交流电流时，会不会有什么不同？,6,电键扳向交流电源后，A,2,立刻亮，A,1,缓慢亮，因为线圈会阻碍A,1,电流的变化,为什么会有阻碍电流变化的现象呢？,因为电感线圈会产生一个阻碍导体中原电流变化的自感电动势,今天，我们就来研究电阻器、电感器和电容器对交变电流的影响。,现象 ：,7,B,一、电阻器对交变电流的影响,电阻能让直流通过，但对直流有阻碍作用，那么电阻对交流的作用又如何呢？,实验1 ：,图中A、B是规格相同的两个灯泡观察并思考：,当电路开关S扳向交流电源时，两只灯泡的亮度是否相同？,当将开关S分别扳向直流电源和交流电源时，比较两种情况下两只灯泡的亮度有无变化？这又说明什么问题？,实验和理论分析都证明，电阻对交流电的障碍作用跟对直流电的阻碍作用相同,8,在日光灯电路中，自感线圈（镇流器）起到什么作用？把镇流器去掉行不行？,在启动时，,产生瞬时高压,；,在正常工作时，,降压限流,。,不行,结合开始时的实验以及前面的分析，你能得出自感线圈在电路中的作用是什么吗？,回顾：,电感对直流电的阻碍作用与电阻相同，而对交流电却有更大的阻碍作用,二、电感对交变电流的影响,9,实验2：,图中A、B、C是规格不同的电感线圈，观察并思考：,当用B或C替换A时，灯泡的亮度是否发生变化？,这又说明什么问题？,实验和理论分析都证明，电感对交流电的阻碍作用跟它的自感系数有关：L越大，阻碍作用越大。,10,当改变交变电源的频率时，灯泡的亮度是否相同？,这又说明什么问题？,实验证明，电感对交流电的阻碍作用跟所使用的交变电流的频率有关：,频率越大，阻碍作用越大,11,总结：,自感系数越大、交流电的频率越高，自感线圈对交变电流的阻碍作用就越大。,在物理学中用感抗来表示电感器对交变电流的阻碍作用的大小。,感抗：,感抗的大小与电感线圈的自感系数、交变电流的频率有关：,自感系数越大、交流电的频率越高，线圈的感抗越大。,12,自感线圈的特性：,通直流、阻交流，通低频、阻高频。,应用举例：,低频扼流圈和高频扼流圈,具体关系：,单位：,欧（）,。,A.构造：线圈绕在铁芯上，匝数多，电阻小。,（1）低频扼流圈,B.作用：“通直流、阻交流” 。,（2）高频扼流圈,A.构造：线圈绕在铁氧体上，匝数少,B.作用：“通低频，阻高频”。,13,三、电容对交变电流的影响,（1）演示实验：,1.交流电流能通过电容,通入直流电时，灯泡不亮，说明直流电不能通过电容器，通入交流电时，灯泡亮了，说明交流电能够通过电容器。,（2）实验现象：,开关S分别接到直流电源和交变电源上，观察到什么现象？说明了什么道理？,14,（3）实验结论：,电容器有“通交流，隔直流”的作用。,电容器的两极板间是绝缘介质，为什么交流电能够通过呢？,2.实验现象分析：电容通交隔直的原因,电容器通过充电和放电，电路中就有了电流，表现为交流电通过了电路。,15,自由电荷并没有通过电容器两极板间的绝缘介质，只是当电源电压升高时电容器充电，电荷向电容器的极板上集聚，形成充电电流；当电源电压降低时电容器放电，电荷从电容器的极板上放出，形成放电电流。电容器交替进行充电和放电，电路中就有了电流，表现为交流电通过了电容器。,16,17,3.电容器对交变电流的阻碍作用,实验：,a.在前面实验中除去电容,实验现象：,灯均变亮,电容器对交流电路存在阻碍作用，但电容越大、频率越高，阻碍作用越小。,b.换一个大的电容,c.升高交变电流的频率,实验结论：,18,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。,容抗决定于电容器电容的大小和交变电流的频率.电容越大，在同样电压下电容器容纳电荷越多，因此充放电的电流越大，容抗就越小；交变电流的频率越高，充放电进行得越快，充放电电流越大，容抗越小.即电容器的电容越大，交变电流频率越高，容抗越小。电容器具有“通交流、隔直流”“通高频、阻低频”的特点。,19,（1）隔直电容器：隔直流，通交流。,（2）高频旁路电容器：让高频交流信号通过电容器，而将低频信号送到下一级。,作用：通高频，阻低频。,（3）公式：,4.电容器在电路中的作用,通交流、隔直流，通高频、阻低频,20,后级输入,前级输出,1.在电子技术中，从某一装置输出的电流常常既有交流成分，又有直流成分。如果只需要把交流成分输送到下一级装置，只要在两级电路之间接入一个电容器（称做隔直电容器）就可以了。电容器应并联还是串联接入电路？右图所示的接法对吗？为什么？,解析：电容器应串联接入电路，图示接法是正确的。由于电容器串联接入电路，直流成分不能通过，而交流成分可以通过电容器被输出到下一级装置。,21,2.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，只要在下一级电路的输入端并联一个电容器就可以达到目的（如右图）。具有这种用途的电容器叫做高频旁路电容器。请说明它的工作原理。,后级输入,前级输出,解析：电容器对高频成分的容抗小，对低频成分的容抗大，如图这样连接，高频成分就通过“旁路”的电容器，而低频成分输送到下一级装置。,22,灯L,1,变暗,灯L,2,变亮,灯L,3,亮度不变,3.如图所示电路中，三盏电灯的亮度相同，如果交流电的频率增大，三盏电灯的亮度将如何改变？,23,4.如图所示，当交流电源的电压（有效值）U220V、频率f50Hz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f100Hz，则 （）,（2）将电源改为U220V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,BC,24,5.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（ ）,BC,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,25,6.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u=220 sin10t V。若保持电压的有效值不变，只将电源频率,改为25Hz，下列说法中正确的是（ ）,A.电流表示数增大,B.电压表示数减小,C.灯泡变暗,D.灯泡变亮,ABD,26,1.由于电感线圈中通过交变电流时产生自感电动势，阻碍电流变化，对交变电流有阻碍作用.电感对交变电流阻碍作用大小用感抗来表示.线圈自感系数越大，交变电流的频率越高，感抗越大，即线圈有“通直流、阻交流”或“通低频，阻高频”的特征.,2.交变电流“通过”电容器的过程，就是电容器充放电的过程.由于电容器极板上积累电荷阻碍自由电荷做定向移动，电容器对交变电流有阻碍作用.用容抗表示阻碍作用的大小.电容器的电容越大，交流的频率越高，容抗越小.故电容器在电路中有“通交流、隔直流”或“通高频、阻低频”的特征。,27,
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