高三物理电感和电容对交变电流的影响课件
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人教版高中物理选修3-2 5.3电感和电容对交变电流的影响PPT精品课件
3、容抗XC (1)反映电容对交流的阻碍作用
(2)影响容抗大小的因素
电容器的电容C 交变电流的频率f
电容越大，交流的频率越高，容抗越小。
*具体关系：
1 X C 2πfC
人教版高中物理选修3-2 5.3电感和电容对交变电流的影响PPT精 品课件
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3.我觉得描写一个场面，既要写出参 加活动 人的心 情、神 态表现 ，又要 写出围 观人的 反映， 把场内 外交织 在一起 写，才 能更好 地烘托 环境气 氛。
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4.在描写的过程中，还要恰到好处地 写出人 物的感 想、体 会。这 样有面 上的概 括，有 点上的 详写， 有内外 的呼应 ，有感 情地表 露，就 能把一 个场面 描写得 活灵活 现。
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7.本文的主要内容。本文通过学生制 作竹节 人玩主 角人以 及老师 没收并 玩竹节 人的描 写。表 达了人 们对传 统玩具 的喜爱 以及对 童年美 好生活 的眷恋
•
8.每逢春节,人们习惯把燃放烟花爆竹 视之为 营造喜 庆氛围 的必要 方式。 但近年 来,雾霾 天气频 现,严重 威胁我 们每个 人包括 老人和 儿童的 身体健 康!全市共同 行动、 携手应 对大气 污染已 是当务 之急的 大事。
在一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。这中电容器 叫做高频旁路电容器。
~低频
说一说， 电容器怎样起到高频旁路作用？
问题：C大些还是小些好呢？
自
前级~~
输 入
向
C
后
~级
高中物理选修3-2电感和电容对交变电流的影响课件PPT
第五章 交变电流
第三节 电感和电容对交变电流的影响
复习
• 1.描述交变电流变化快慢的物理量有哪些？他们之间的 关系是什么？ • 周期、频率、角频率（角速度）。
1 2 T 2f f T 2.交变电流的峰值和有效值分别指的是什么？ 峰值：交变电流的电压U、电流I所能达到的最大数值 Um和Im。 有效值：使交变电流和恒定电流通过大小相同的电阻， 如果在交流的一个周期内它们产生的热量相等，这个恒定 电流I、电压U叫做这个交流的有效值。
I EL t
应用：扼流圈
阅读书本P38页 扼流圈部分的内容
小组讨论： ①低频扼流圈与高频扼流圈结构特点？ ②低频扼流圈对高频交流电是否有显著的阻碍作用？ ③高频扼流圈对低频交流电是否有显著的阻碍作用？
(1)低频扼流圈：匝数多，自感系数大 作用：通直流，阻交流。即使交流的频率较低，这种线圈 产生的感抗也很大。 (2)高频扼流圈：匝数少，自感系数小 作用：通直流，通低频，阻高频。只对高频交变电流有较大 的阻碍作用。
• 4.求解交变电流有效值的方法 • 若是正弦式交变电流则有
Um Im U ，I 2 2
当电流是非正弦式交变电流时，必须根据有效值的定义求解
Q I Rt
2
第三节 电感和电容对交变电流的影响
一.电感器对交变电流的阻碍作用
• 【演示实验一】 实验电路:如下图所示： 把带铁芯的线圈L与小灯泡串联起来，先把它们接到直流电源上， 再把它们接到交流电源上。取直流电源的电压与交流电压的有 效值相等。观察两种情况下灯泡的亮度。这个实验说明了什么？
二.交变电流能够通过电容器
演示实验二
C
C
S
S
~
把白炽灯和电容器串联起来，先把它们接到直流电源上，再把 它们接到交流电源上。观察灯泡的发光情况。
第三节 电感和电容对交变电流的影响
复习
• 1.描述交变电流变化快慢的物理量有哪些？他们之间的 关系是什么？ • 周期、频率、角频率（角速度）。
1 2 T 2f f T 2.交变电流的峰值和有效值分别指的是什么？ 峰值：交变电流的电压U、电流I所能达到的最大数值 Um和Im。 有效值：使交变电流和恒定电流通过大小相同的电阻， 如果在交流的一个周期内它们产生的热量相等，这个恒定 电流I、电压U叫做这个交流的有效值。
I EL t
应用：扼流圈
阅读书本P38页 扼流圈部分的内容
小组讨论： ①低频扼流圈与高频扼流圈结构特点？ ②低频扼流圈对高频交流电是否有显著的阻碍作用？ ③高频扼流圈对低频交流电是否有显著的阻碍作用？
(1)低频扼流圈：匝数多，自感系数大 作用：通直流，阻交流。即使交流的频率较低，这种线圈 产生的感抗也很大。 (2)高频扼流圈：匝数少，自感系数小 作用：通直流，通低频，阻高频。只对高频交变电流有较大 的阻碍作用。
• 4.求解交变电流有效值的方法 • 若是正弦式交变电流则有
Um Im U ，I 2 2
当电流是非正弦式交变电流时，必须根据有效值的定义求解
Q I Rt
2
第三节 电感和电容对交变电流的影响
一.电感器对交变电流的阻碍作用
• 【演示实验一】 实验电路:如下图所示： 把带铁芯的线圈L与小灯泡串联起来，先把它们接到直流电源上， 再把它们接到交流电源上。取直流电源的电压与交流电压的有 效值相等。观察两种情况下灯泡的亮度。这个实验说明了什么？
二.交变电流能够通过电容器
演示实验二
C
C
S
S
~
把白炽灯和电容器串联起来，先把它们接到直流电源上，再把 它们接到交流电源上。观察灯泡的发光情况。
电感和电容对交变电流的影响教学课件
电感对交变电流的影响
现在我们来深入了解电感对交变电流的影响。
1
电感的原理和作用
电感通过电磁感应的原理来储存和释放电能，它在电路中起到了重要的作用。
2
电感对交变电流的阻抗
电感会引起电流的滞后，产生一定的阻抗，限制交变电流的流动。
3
电感对交变电流的相位差
由于电感的存在，交变电流的电压和电流波形之间会发生相位差，我们将深入研究这 种现象。
电感和电容对交变电流的影响 教学课件
欢迎来到本教学课件，我们将探讨电感和电容对交变电流的影响，帮助您更 好地理解这些概念。
电感和电容的基本概念
在我们探讨电感和电容对交变电流的影响之前，让一种储存电能的元件，它的存在会影响交变电流的行为。
2 电容
电容是一种储存电荷的元件，它与电感一样对交变电流有重要的影响。
电容对交变电流的影响
现在我们来研究电容对交变电流的影响。
电容的原理和作用
电容是一种具有电容量的元 件，它可以储存和释放电荷， 对交变电流有重要作用。
电容对交变电流的 阻抗
电容对交变电流具有低阻抗， 允许电流快速通过。
电容对交变电流的 相位差
交变电流的电压和电流波形 之间会发生相位差，电容是 其中一个重要的原因。
总结
通过本教学课件，您已经了解了电感和电容对交变电流的影响。它们在电路 中起到了重要的作用，理解它们的行为将有助于您更好地应用它们。
实际应用
电感和电容的影响在实际应用中是不可忽视的。以下是一些常见的应用领域：
电力传输
电感和电容在电力传输中起着重要的作用， 减少能量损耗和提高效率。
通信技术
电感和电容在无线通信和信号处理中扮演着 重要的角色。
电子设备
电感和电容对交变电流的影响课件
图 5－3－5
解析：由交流电压的瞬时值表达式可知电源频率原为 50 Hz， 当变为 100 Hz 时，线圈的感抗增大，电路中电流减小，则电流 表示数减小，所以选项 A 错误；因为流过灯泡的电流减小，所以 灯泡应该是变暗，即选项 C 正确，选项 D 错误；又电压表所测 量的是线圈两端电压，而 UL＝U－UR，因 U 不变，灯泡两端的 电压 UR＝IR 减小，所以 UL 增大，所以选项 B 也是正确的．
解析：因线圈 L 的自感系数很小，所以对低频交流电的阻碍 作用很小，这样直流和低频交流电能顺利通过线圈；电容器 C 为 旁路电容，因其电容很小，对低频交变电流的阻碍作用很大，对 高频交流电的阻碍作用很小，这样通过线圈的高频电流又经电容 器 C 形成回路，最终输出的应为低频交流电或直流电，所以选项 D 正确．
2．电容器的容抗 电容器对交变电流有阻碍作用，其阻碍作用的大小用容抗表
示(相当于电阻的阻值)，符号是 XC，单位是欧．实验和理论分析 都表明，容抗与电容器的电容及交变电流的频率有如下关系：XC ＝2π1fC，从关系式可以看到，电容器的电容 C 越大，容抗越小， 交变电流的频率越高，容抗越小，所以电容器在电路中有“隔直
自感 系数 感抗 大小
低频扼流圈 较大
较大
类型 高频扼流圈 __较__小____
__较__小____
作用 通直__流__、阻_交__流_ 通低__频 __、通直__流__、阻高__频__
二、电容器对交变电流的作用
1．容抗 (1)物理意义：表示电容对交 ___变__电__流__阻碍作用的大小． (2)影响容抗大小的因素：电容器的____电__容_____越大，交流 的___频__率____越高，容抗越小．
新知梳理
一、电感对交变电流的阻碍作用
解析：由交流电压的瞬时值表达式可知电源频率原为 50 Hz， 当变为 100 Hz 时，线圈的感抗增大，电路中电流减小，则电流 表示数减小，所以选项 A 错误；因为流过灯泡的电流减小，所以 灯泡应该是变暗，即选项 C 正确，选项 D 错误；又电压表所测 量的是线圈两端电压，而 UL＝U－UR，因 U 不变，灯泡两端的 电压 UR＝IR 减小，所以 UL 增大，所以选项 B 也是正确的．
解析：因线圈 L 的自感系数很小，所以对低频交流电的阻碍 作用很小，这样直流和低频交流电能顺利通过线圈；电容器 C 为 旁路电容，因其电容很小，对低频交变电流的阻碍作用很大，对 高频交流电的阻碍作用很小，这样通过线圈的高频电流又经电容 器 C 形成回路，最终输出的应为低频交流电或直流电，所以选项 D 正确．
2．电容器的容抗 电容器对交变电流有阻碍作用，其阻碍作用的大小用容抗表
示(相当于电阻的阻值)，符号是 XC，单位是欧．实验和理论分析 都表明，容抗与电容器的电容及交变电流的频率有如下关系：XC ＝2π1fC，从关系式可以看到，电容器的电容 C 越大，容抗越小， 交变电流的频率越高，容抗越小，所以电容器在电路中有“隔直
自感 系数 感抗 大小
低频扼流圈 较大
较大
类型 高频扼流圈 __较__小____
__较__小____
作用 通直__流__、阻_交__流_ 通低__频 __、通直__流__、阻高__频__
二、电容器对交变电流的作用
1．容抗 (1)物理意义：表示电容对交 ___变__电__流__阻碍作用的大小． (2)影响容抗大小的因素：电容器的____电__容_____越大，交流 的___频__率____越高，容抗越小．
新知梳理
一、电感对交变电流的阻碍作用
高中物理课件-5.3电感和电容对交变电流的影响
二、交变电流能通过电容器
如图所示，把电容器C与白炽灯串联起来，先把它们 接到直流电源上，再把它们接到交流电源上，取直流电压 与交流电压的有效值相等．观察两种情况下灯泡的亮度．
通交流，隔直流
现象：接通直流电源时， 灯泡不亮；接通交流电源 时，灯泡亮．
结论：直流不能通过电容 器;交变电流能够通过电 容器
对交流的阻碍作用就越大,线圈的感抗就越大.
多学一点
3.电感在交变电流中的应用 扼流圈
低频扼流圈
高频扼流圈
线圈绕在铁心上，匝 线圈绕在铁氧体上， 数多，自感系数L大 匝数少，自感系数L小
通直流、阻交流 通直流，通低频，阻高频
二、交变电流能通过电容器
如图所示，把电容器C与白炽灯串联起来，先把它们 接到直流电源上，再把它们接到交流电源上，取直流电压 与交流电压的有效值相等．观察两种情况下灯泡的亮度．
Q CU
Q CU
若电容器的电容不变， 电容器的极板上的电荷量与 电压成正比！
如图所示，把电阻R与白炽灯串联起来，先把它们接 到直流电源上，再把它们接到交流电源上，取直流电压与 交流电压的有效值相等．观察两种情况下灯泡的亮度．
现象：两种情况灯泡 亮度相同！
结论：电阻对交流和 直流的阻碍作用相同
一、电感器对交变电流的阻碍作用
(3)交变电流电路中的电容器中，电能和电场能之 间相互转化，本身不消耗电能.
二、交变电流能通过电容器 实验现象分析：—电容通交隔直的原因
当电源电压升高时，电 源给电容器充电，电荷向电 容器极板上聚集，在电路中， 形成充电电流，如图甲所示!
二、交变电流能通过电容器 实验现象分析：—电容通交流隔直流的原因
当电源电压降低时，电 容器放电，原来极板上聚集 的电荷又放出，在电路中形 成放电电流，如图乙所示!
5.3电感和电容对交变电流的影响 课件高中物理选修3-2
高二物理 选修3-2
§5.3电感和电容对交变电流的影响
直流
-+
L
S
交流
直流电压=交流电 压的有效值
电感对交变电流的阻碍作用
扼流圈：
扼流圈：
低频扼流圈：通直流，阻交流
高频扼流圈：通低频，阻高频
-+ C
S
交流电能够通过电容器
含电容的交流电路中有交替的充 电电流和放电电流，交流“通过” 了电容器。
思考：在电子技术中，从某一装 置输出的交流常常有高频成分， 又有低频成分。如果只需要把低 频成分输送到下一级装置，请设 计电路．
前 级 输 出
级 输 入
隔直电容器 高频旁路电容器
小结
感抗和容抗除了跟电感和电容本身 有关，还跟交流的频率有关。
电 低频扼流圈：通直流、阻交流 感 高频扼流圈：通低频、阻高频
-+
S
在交流电路中去掉电 容，灯变亮 电容器对交变电流的阻碍作用
通交流，隔直流 通高频，阻低频
思考： 使用220V交流电源的电气设备和电 子仪器，金属外壳和电源之间都有 良好的绝缘．但是，有时候用手触 摸外壳时仍会感到“麻手”，用试 电笔测试时氖管也会发光，这是为 什么呢？
思考：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，如果只需把交流成分 输送到下一级装置，请设计电路．
电容： 通交流、隔直流 通高频、阻低频
§5.3电感和电容对交变电流的影响
直流
-+
L
S
交流
直流电压=交流电 压的有效值
电感对交变电流的阻碍作用
扼流圈：
扼流圈：
低频扼流圈：通直流，阻交流
高频扼流圈：通低频，阻高频
-+ C
S
交流电能够通过电容器
含电容的交流电路中有交替的充 电电流和放电电流，交流“通过” 了电容器。
思考：在电子技术中，从某一装 置输出的交流常常有高频成分， 又有低频成分。如果只需要把低 频成分输送到下一级装置，请设 计电路．
前 级 输 出
级 输 入
隔直电容器 高频旁路电容器
小结
感抗和容抗除了跟电感和电容本身 有关，还跟交流的频率有关。
电 低频扼流圈：通直流、阻交流 感 高频扼流圈：通低频、阻高频
-+
S
在交流电路中去掉电 容，灯变亮 电容器对交变电流的阻碍作用
通交流，隔直流 通高频，阻低频
思考： 使用220V交流电源的电气设备和电 子仪器，金属外壳和电源之间都有 良好的绝缘．但是，有时候用手触 摸外壳时仍会感到“麻手”，用试 电笔测试时氖管也会发光，这是为 什么呢？
思考：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，如果只需把交流成分 输送到下一级装置，请设计电路．
电容： 通交流、隔直流 通高频、阻低频
5.3电感和电容对交变电流的影响课件-物理人教版选修3-2
uS
“通交流”：实际上并无电荷通过，充电和放电表现为交流“通过“电容器
I
I
电容C 越大
频率 f 越 高
积累的电荷越多
I
I
阻碍作用越小
5.3
电容器对交变电流的阻碍作用
容抗公式的推导（超纲内容，结论重要）：
设输入的交变电流：
C
”通过“电流：
u
S
类似于定义电阻， 定义 容抗 等于电压与电流有效值的比值，即
定义 感抗 等于自感电动势与电流有效值的比值，即
Em E XL = I = Im
2 = ωL = 2 fL
2
5.3
电感器对交变电流的阻碍作用
• 1. 感抗：电感线圈对交变电流的阻碍作用。
• 2. 意义：描述电感对交变电流的阻碍作用大小的物理量，用字母X L 表示，单位是 欧
( Ω )。
• 3. 因素：线圈的自感系数 L
5.3
电容器对交变电流的阻碍作用
例题：有些电源输出的电流既有交流成分又有直流成分，而 我们只需要稳定的直流，不希望其中混有大多的交流成分这 时采用如图所示的电路。为了尽量减小R2上 的交流成分，下列说法正确的是（ C ）
A.选用电容C小的电容器，
选用自感系数L大的电感器
B.选用电容C小的电容器，选用自感系数L小的电感器
（2）高频扼流圈：
“通直流、通低频、阻高频”。
5.3
电感器对交变电流的阻碍作用
例题1：某电源输出的电流既有交流成分又有直流成分，如图所示电路中线圈为低频 扼流圈，直流电阻很小但不能忽略。其中R1、R2为定值电阻。下列判断中正确的是 （ BD ） A．R1、R2两端的交流电压大约相等 B．R1、R2两端的直流电压大约相等 C．R1两端的交流电压比R2两端小很多 D．R2两端的交流电压比R1两端小很多
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2、特性： 通交流、隔直流； 通高频、阻低频 3、应用（1）隔直电容：隔直流，通交流
（2）高频旁路电容：通高频，阻低频
隔直电容一般电容较大还是较小? 高频旁路电容一般电容比较大还是 比较小?
隔直电容
(C大)
高频旁路电容
(C小)
使用220V交流电源的电气设备 和电子仪器，金属外壳和电源之间 都有良好的绝缘．但是，有时候用 手触摸外壳时仍会感到“麻手”， 用试电笔测试时氖管也会发光，这
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：（ ）
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
电感对交变电流的作用： XL =
通直流，阻交流 通低频，阻高频
低频扼流圈（L大） 高频扼流圈（L小）
C
2p f L
电容对交变电流的作用：X
1 = 2pfC
通交流，隔直流 隔直电容（C大） 通高频，阻低频 高频旁路电容（C小） 感抗和容抗跟电感和电容本身有关，
例1、如图所示，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 P38说一说 用是__________。 解析：因L有“通低频、阻高频”的特点， 因此L的作用是阻挡高频成分；而通过L后还有 少量的高频成分，利用C“通高频、阻低频” 的特点，因此C的作用是使高频成分流过。
二、电容对交变电流的阻碍作用
I I
I
I
1、容抗:(1)意义:反映电容对交流阻碍作用的大小 (2)决定因素 电容大一次充电量大;
XC
频率高单位时间内充电次数多. 1 = 所以电流大，容抗小。 2pfC
电容越大、频率越高,容抗越小
2、特性： 通交流、隔直流； 通高频、阻低频 3、应用 （1）隔直电容：隔直流，通交流
镇流器
自感系数较大的线圈 镇流器结构和作用：
组卷网
启动时提供瞬时高压
正常工作时降压限流
第三节 电感和电容对交变电流的影响
一、电感对交变电流的阻碍作用
电感对交流电有阻碍作用
1、感抗:(1)意义:反映电感对交流阻碍作用的大小
一、电感对交变电流的阻碍作用
1、感抗:(1)意义:反映电感对交流阻碍作用的大小 (2)决定因素 L
zxxk
X = 2p f L
自感系数越大、频率越高, 感抗越大
2、特性： 通直流、阻交流； 通低频、阻高频
3、应用：
构造 作用
感抗大
线圈绕在铁氧体上,匝数少， 通低频，阻高频 感抗小
请同学们分析一下，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 流电是否有显著的阻碍作用？
有
无
二、电容对交变电流的阻碍作用
电容器有“通交流，隔直流”的作用。 1、容抗:(1)意义:反映电容对交流阻碍作用的大小
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（ ） D 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
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 （ AC ） （2）将电源改为U＝220V的直流电源， 则 （ BC ） 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