电感和电容对交变电流的影响-ppt课件

单击此处编辑母版文本样式,第五章,第三节,高中新课程,学习指导,人教版,物理,选修,3-2,第三节电感和电容对交变电流的影响,第五章,第三节电感和电容对交变电流的影响 第五章,电感对交变电流的阻碍作用,1,感抗实验,(1),实验电路,电感对交变电流的阻碍作用1感抗实验,(2),实验现象：取直流电源的电压与交流电源电压的有效值相等，接通,_,电源时，灯泡亮些；接通,_,电源时，灯泡暗些。,(3),实验结论，电感线圈对,_,电流有阻碍作用。,2,感抗,(1),物理意义：表示电感对,_,阻碍作用的大小。,(2),影响感抗大小的因素：线圈的,_,越大，交流的,_,越高，感抗越大。,直流,交流,交变,交变电流,自感系数,频率,直流交流交变交变电流自感系数频率,3,感抗的应用,直流,交流,低频,高频,较小,较小,3感抗的应用直流交流低频高频较小较小,电容器对交变电流的阻碍作用,1,交变电流能够通过电容器,(1),实验电路,(,如图,),电容器对交变电流的阻碍作用1交变电流能够通过电容器,(2),实验现象：电路中串有电容器时，接通,_,电源，灯泡不亮；接通,_,电源，灯泡亮。,(3),实验结论,_,电流能够通过电容器，,_,不能通过电容器。,2,电容器对交变电流的作用,(1),容抗：表示电容对,_,阻碍作用的大小。,(2),影响容抗大小的因素：电容器的电容,_,，交变电流的频率,_,，容抗越小。,(3),应用：电容器具有“隔,_,，通,_”,的作用。,直流,交流,交变,直流,交变电流,越大,越高,直流,交流,(2)实验现象：电路中串有电容器时，接通_电源，灯泡,重点难点突破,重点难点突破,一、电感对交变电流的阻碍作用的成因分析,1,电感对交变电流的阻碍作用的成因,通过线圈的电流大小和方向变化，都会引起通过线圈的磁通量发生变化，从而产生感应电动势，这种现象就是自感现象。根据楞次定律，自感电动势所引起的感应电流总是要使它产生的磁场阻碍线圈内原有磁场的变化，所以自感电动势对线圈中电流的变化有阻碍作用，这样就形成了对交变电流的阻碍作用，电感对交变电流阻碍作用的大小就称为感抗。,一、电感对交变电流的阻碍作用的成因分析,2,感抗的两个决定因素,决定感抗大小的因素有两个：一是交变电流的频率，二是自感系数,L,。,L,决定于线圈本身的性质，即线圈匝数、横截面积、有无铁芯等因素。,3,电感线圈在电路中的作用,(1),通直流、阻交流。这是对两种不同类型的电流而言的，因为恒定电流不变化，不能引起自感现象，所以对恒定电流没有阻碍作用。交变电流时刻改变，必有自感电动势产生以阻碍电流的变化，所以对交流有阻碍作用。,2感抗的两个决定因素,(2),通低频、阻高频。这是对不同频率的交变电流而言的因为交变电流的频率越高，电流变化越快，感抗也就越大，对电流的阻碍作用越大。,(3),扼流圈：利用电感阻碍交变电流的作用制成的电感线圈。,低频扼流圈：线圈绕在铁芯上，匝数多，自感系数大，电阻较小，具有“通直流、阻交流”的作用。,高频扼流圈：线圈有的绕在铁氧体芯上，有的是空心的，匝数少，自感系数小具有“通直流、通低频、阻高频”的作用。,(2)通低频、阻高频。这是对不同频率的交变电流而言的因为交变,一个灯泡通过一个粗导线的线圈与一交流电源相连接，如图所示，一块铁插进线圈之后，该灯将,(,),A,变亮,B,变暗,C,对灯没影响,D,无法判断,一个灯泡通过一个粗导线的线圈与一交流电源相连接，如图所示，一,答案：,B,解析：,在线圈内由磁场变化而产生的感应电动势，总是反抗电流变化的，正是这种反抗变化的特性,(,电惰性,),，使线圈产生了感抗。加入铁芯改变了线圈的自感系数，自感系数增大，感抗增大，故答案为,B,。,电感和电容对交变电流的影响-ppt课件,二、电容对交变电流的阻碍作用的成因分析,1,交变电流,“,通过,”,电容器,电容器两极板间是绝缘材料，当电容器接到交流电源上时，自由电荷不会通过两板间的绝缘电介质，只不过在交变电压的作用下，电容器交替进行充电和放电，电路中就有电流了，表现为交变电流“通过”了电容器。,二、电容对交变电流的阻碍作用的成因分析,2,电容器对交变电流有阻碍作用的原因,我们知道，恒定电流不能通过电容器，原因是电容器的两个极板被绝缘介质隔开了。当接到交流电源上时，电源使导线中的自由电荷向某一方向定向移动，对电容器进行“充、放电”，电容器两极板在此过程中由于电荷积累,(,或减少,),而产生电动势，因而反抗电荷继续运动，就形成了电容器对交变电流的阻碍作用。,3,决定容抗的两个因素,交流电的频率和电容器的电容,2电容器对交变电流有阻碍作用的原因,4,电容器在电路中的作用,(1),通交流、隔直流。用来“通交流、隔直流”的电容器叫耦合电容器。其电容一般较大，常串接在两级电路之间，以使电流中的交流成分通过，如图所示。,电感和电容对交变电流的影响-ppt课件,(2),通高频，阻低频。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。若在下一级电路的输入端并联一个电容器，就可只把低频成分的交流信号输送到下一级装置。具有这种“通高频、阻低频”用途的电容器叫高频旁路电容器，如图所示。,电感和电容对交变电流的影响-ppt课件,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。当将介质板插入电容器中，下列说法中正确的是,(,),A,电容器电容增加,B,电容器电容减小,C,电灯变暗,D,电灯变亮,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,答案：,AD,解析：,将介质板插入电容器中，平行板电容器的电容增大，容抗减小，对交变电流的阻碍作用减小，所以灯泡将变亮，故,A,、,D,正确。,电感和电容对交变电流的影响-ppt课件,三、电阻、感抗、容抗的比较,三、电阻、感抗、容抗的比较,电感和电容对交变电流的影响-ppt课件,特别提醒：,电感、电容接到交流电源上时，电能与磁场能或电场能往复转化，所以电感、电容上不会消耗电能，而电流通过电阻时，必然会产生焦耳热，从而造成电能的损耗。,特别提醒：,(,北京市西城区,2013,2014,学年高二下学期期末,),如图所示，三只完全相同的灯泡,a,、,b,、,c,分别与盒子,、,、,中的三种元件串联，再将三者并联，接在正弦交变电路中，三只灯泡亮度相同。若保持电路两端电压有效值不变，将交变电流的频率增大，观察到灯,a,变暗、灯,b,变亮、灯,c,亮度不变。则三个盒子中的元件可能是,(,),(北京市西城区20132014学年高二下学期期末)如图所示,A,为电阻，,为电容器，,为电感器,B,为电感器，,为电阻，,为电容器,C,为电感器，,为电容器，,为电阻,D,为电容器，,为电感器，,为电阻,答案：,C,解析：,当交变电流的频率增大时，线圈的感抗变大，电容器的容抗变小，由灯,a,变暗，灯,b,变亮可知，,为电容器，,为电感线圈，而电阻与交变电流的频率无关，故,为电阻。,A为电阻，为电容器，为电感器,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,220sin100,t,V,。若保持电压的有效值不变，只将电源频率改为,100Hz,，下列说法正确的是,(,),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,电感对交变电流的阻碍作用,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,电感和电容对交变电流的影响-ppt课件,答案：,BC,点评：,电感在交流电路中有类似于直流电路中的,“,电阻,”,的作用，这种阻碍作用不是保持不变的，它的大小与交流电的频率有关，频率变化，阻碍作用相应变化，做题时应注意。,直流电路中的有关公式、规律在交流电路中同样适用。,电感和电容对交变电流的影响-ppt课件,如图甲、乙所示是电子技术中常见的电路，,a,、,b,是一个部分电路的输入端，交流高频成分用“”表示，交流低频成分用“”表示，直流成分用“,_”,表示，关于两图中负载,R,上的电流特征正确的是,(,),电容对交变电流的阻碍作用,如图甲、乙所示是电子技术中常见的电路，a、b是一个部分电路,图甲中,R,得到的是交流成分,图甲中,R,得到的是直流成分,图乙中,R,得到的是低频成分,图乙中,R,得到的是高频成分,A,B,C,D.,解析：,甲图中输入的是直流和低频交流电。直流电不能通过电容器，,R,上得到的是交流成分；乙图中输入的是低、高频交流电，电容器一定时，对高频交流电阻碍作用小，因此高频交流电更容易通过电容器，,R,上得到的是低频成分，所以选项,B,正确。,答案：,B,图甲中R得到的是交流成分图甲中R得到的是直流成分图,教室和家庭中的电风扇都可以调节快慢，要调节快慢，就要改变电动机的电流。风扇一般是用交流电，要改变交流电的大小，可以用电感调速器，调速器的结构图和电路图如下图所示，探究它是利用什么原理调节吊扇快慢的。,开放,探究,教室和家庭中的电风扇都可以调节快慢，要调节快慢，就要改变电,解析：,由图可知，在,“,日,”,字形的软铁芯上，绕了数百匝线圈，每隔数十匝就将抽头接到,2,至,5,各端钮上。线圈与电风扇电动机串联，由于感抗它将分掉电源加在电风扇上的部分电压，使电风扇转速降低。图中端钮,0,是断路；端钮,1,不经线圈直接通电，风扇的转速最高；端钮,5,经过的线圈匝数最多，故转速最低。,电感和电容对交变电流的影响-ppt课件,