高中物理 5.3《电感电容对交变电流的影响》课件 新人教版选修3-2.ppt

第五章 交变电流 第3节 电感电容对交变电流的影响 1 了解电感和电容对交变电流的影响 2 了解感抗与哪些因素有关 3 知道交流电能 通过 电容器 4 了解容抗与哪些因素有关 从教材的要求来看 本课题对知识与技能的要求均不高 一般可以简单比较电感和电容对交变电流的阻碍作用 进行一些理性的讲解 配合若干验证性的实验 使学生了解感抗和容抗的大小与哪些因素有关 教材中对演示实验的要求很简单 更没有学生实验的要求 本节课一开始通过电阻 电感 电容的对比图片 给学生以一定的感性认识来导入新课 同时 本节课 我们利用了 电感器对交流电的阻碍作用 电容器对交流电的作用 等实验视频 来让学生体会电感器 电容对交变电流的阻碍作用 并探讨出相应的影响因素 使得学生能建立起感抗 容抗的概念 最后通过例题的讲解 帮助学生掌握电感电容在电路中的作用 明确感抗 容抗与电流的关系 电阻电感电容 在交流电路中 如果除了有电阻外还有电感 电容 如图 把带铁芯的线圈L它们接到直流电源上与小灯泡串联起来 先把它们接到直流电源上 再用导线连接线圈L两端 观察两种情况下灯泡的亮度 电感器对直流电的作用 一 电感器对交变电流的阻碍作用 结论 电感线圈对直流电没有影响 实验一 如图 把带铁芯的线圈L它们接到交流电源上与小灯泡串联起来 先把它们接到直流电源上 再用导线连接线圈L两端 观察两种情况下灯泡的亮度 电感器对交流电的作用 结论 电感线圈对交流电有阻碍作用 一 电感器对交变电流的阻碍作用 实验二 如图 改变交流电的交流频率 线圈的 铁芯 自感系数 观察两种情况下灯泡的亮度 影响感抗大小的因素 结论 电感线圈的自感系数越大 交流频率越高 感抗就越大 一 电感器对交变电流的阻碍作用 实验三 3 影响感抗大小的因素 L越大 f越高 XL越大 即 XL 2 L 1 定义 电感线圈对交变电流的阻碍作用 2 物理意义 是描述电感对交变电流的阻碍作用大小的物理量 用字母XL表示 单位是欧 感抗 1 低频扼流圈 2 高频扼流圈 1 构造 线圈绕在闭合的铁芯上 匝数N为几千到几万 自感系数L为几十亨 且线圈的电阻较小 2 作用 通直流 阻交流 1 构造 线圈绕在圆柱形的铁氧体芯上 匝数N为几百或几十 自感系数L为几个毫亨 2 作用 通直流 通低频 阻高频 电感在生产科技中的应用 由于通过线圈的电流发生变化产生自感电动势 电动势对电流的变化产生阻碍作用 频率越高 电流变化越快 产生的自感电动势越大 阻碍作用越大 感抗也就越大 为什么电感线圈有通直流 阻交流的作用 1 如图所示的电路中 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 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 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 BC 如图 把小灯泡与电容器串联起来 把它们接到直流电源上 再用导线连接电容器两端 观察两种情况下灯泡的发光情况 电容器对直流电的作用 二 电容器对交变电流的阻碍作用 结论 直流电不能通过电容器 实验四 如图 把小灯泡与电容器串联起来 把它们接到交流电源上 再用导线连接电容器两端 观察两种情况下灯泡的发光情况 电容器对交流电的作用 二 电容器对交变电流的阻碍作用 结论 交流电能 通过 电容器 实验五 如图 把小灯泡与电容器串联起来 改变交流的频率和电容器的电容 观察两种情况下灯泡的发光情况 影响容抗大小的因素 二 电容器对交变电流的阻碍作用 结论 电容越大 交流的频率越高 电容器的容抗越小 实验六 为什么电容有阻直流通交流的作用 1 电容阻直流 是因为电容器的两个极板被绝缘介质隔开了 故只有在通电的瞬间有短暂电流 2 电容通交流 实际上也并没有电荷通过电容器的两个极板间的绝缘介质 但当交流电压升高时 对电容器充电 有充电电流 而当交流电压降低时 电容器放电 有放电电流 充电 放电 1 定义 电容器对交变电流的阻碍作用 2 物理意义 描述电容对交变电流的阻碍作用大小的物理量 用字母XC表示 单位是欧 C越大 f越高 XC越小 4 电容的作用 阻低频 通高频 容抗 即 1 隔直电容 隔直流 通交流 把信号从前级送到后级时 在两级之间接入右图所示的的电容器 称为耦合电容器 这个电容起到了 隔直流 通交流 的作用 2 高频旁路电容 通高频 阻低频 在前级电路的输入端并联一个电容器 这样 进入下一级的高频成分就很少了 这个电容器叫做高频旁路电容器 这个电容器起到了 阻低频 的作用 电容在生产科技中的应用 2 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 A 将介质板插入电容器中 灯泡将变暗B 增大交变电流的频率 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 CD 电阻 感抗和容抗的比较 定向移动的自由电荷与静止的离子间的碰撞 由于电感线圈的自感现象阻碍电流的变化 电容器两极板上积累的电荷对在这个方向上定向移动的电荷的反抗作用 对直流和交流均有阻碍作用 只对变化的电流 如交流 有阻碍作用 不能通直流只能通变化的电流 由导体本身决定 与温度有关 由自感线圈的自感系数和交流电的频率决定 由电容的大小和交流电的频率决定 电流通过电阻做功 电能转化为内能 电能和磁场能反复转化 电能和电场能反复转化 感抗和容抗跟电感和电容本身有关还跟交流电的频率有关 1 图所示 从ab端输入的交流含有高频和低频成分 为了使R上尽可能少地含有高频成分 采用图示电路 其L的作用是 C的作用是 阻高频 通高频 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 BC 3 如图所示 L为电感线圈 R为灯泡 电流表内阻为零 电压表内阻无穷大 交流电源的电压u 311sin100 tV 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 BC