2012电感、电容对交流电的影响
电阻、电感、电容对电流的影响
小结: 1 、交变电流的电流与电压的关系不仅与电阻有 关,还与电感和电容有关 2、电感“通直流,阻交流;通低频,阻高频”。 电容“隔直流,通交流;阻低频,通高频”。 阻、通都是有条件的: 电感阻高频——频率越大阻碍越大 XL=2π ƒ 电容通高频——频率越大阻碍越小 X C
L
1 2 f C
1、关于电感对交变电流的影响,下列说法正确 的是( ) A、电感不能通直流电流,只能通交流电流 B、电感对各种不同频率的交变电流阻碍作用相 同 C、同一只电感线圈对频率低的交变电流的阻碍 作用较小 D、同一只电感线圈对频率高的交变电流的阻碍 作用较小
练6、有一理想变压器在其原线圈上串一熔断电 流为I0=1A的保险丝后接到220V交流电源上,副线 圈接一可变电阻R作为负载,如图所示,已知原、 副线圈的匝数比n1:n2=5:1,问了不使保险丝熔断, 可变电阻的取值范围如何?
大于8.8Ω
例、(08天津)一理想变压器的原线圈上接有正 弦交变电压,其最大值保持不变,副线圈接有可 调电阻R,设原线圈的电流为I1,输入功率为P1, 副线圈的电流为I2,输出功率为P2。当R增大时 A.I1减小,P1增大 B.I1减小,P1减小 C.I2增大,P2减小 D.I2增大,P2增大
C
3、
例、(09海南)钳型表的工作原理如图所示。当 通有交流电的导线从环形铁芯的中间穿过时,与 绕在铁芯上的线圈相连的电表指针会发生偏转。 由于通过环形铁芯的磁通量与导线中的电流成正 比,所以通过偏转角度的大小可以测量导线中的 电流。日常所用交流电的频率在中国和英国分别 为50Hz和60Hz。现用一钳型电流表在中国测量某 一电流,电表读数为10A;若用同一电表在英国测 量同样大小的电流,则读数将是 A。若此表 在中国的测量值是准确的, 且量程为30A;为使其在 英国的测量值变为准确, 应重新将其量程标定为 A. 12 25 I=kφ
电感和电容对交流电的影响的实验设计
测量 范 围为 一1 ~1A, 以在 电路 中串人 一个分 A 所
压 电阻 , 于减小 电流 . 压 电阻 采用 电阻 箱 , 择 用 分 选
电阻值 为 5Q, 电容 器可选 择 40 、 00 . 7 F 1 0 F
结论 : 同样 频率 、 在 同样 大 小 的交 流 电压 下 , 得 到两 幅电流 随 时 间变 化 的 图像 ( 5 图 6 . 图像 图 、 )从 上看 峰值 有 明显 的差异 , 中串人 409 其 7 F电容 器 的 支 路 电流峰值 达 到 03 支 路 中串入 100 电 .2A、 0
有 效地 给学 生答 疑解 惑 , 增加 学生 学 习物理 的兴趣 .
1 材 料 准备
手摇 发 电机 , 学生 电 源 , . 的小 灯 泡 两 只 , 2 5V
发光 二极管 两 只 ( 红色 、 绿色 ) 变 阻箱 , 一 一 , 电感 ( 带 铁 芯 ) 电容器 若干 只 (2 F以上 ) 传感器 一套 , , 20 , 导 线若干.
展 示 电容器 的“ 电”原理 . 光 二极 管 的使 用 可 以 通 发 比较直 观地 感知 电容器 充放 电 电流 的存在 以及 充放 电 电流 的特点 —— 短暂 性 和反 向性 .
深入 的理 解 , 学效 果 不理 想 . 们 在教学 中摸索 出 教 我
一
套 演示 实验 , 材方便 、 作简 单 、 取 操 现象 明显 , 够 能
图 2
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5 9 —
21 00年 第 4期
物理 通报
物 理 实验 教 学
再把 开关 打到 2 置 , 位 电容 器开始 放 电 . 过观 察 电 通 容器 充放 电 的 ,一t 图像 能够 比较 直 观地 看 到 电流
电容、电感、变压器、远距离输电
一、电感和电容对交变电流的影响:●电感对交变电流的阻碍作用:感抗:电感对交流电阻碍作用叫做感抗。
感抗产生的原因:交流电通过线圈时,由于电流时刻都在变化,因此在线圈中就会产生自感电动势,而自感电动势总是在阻碍原电流的变化。
感抗的决定因素:由导体本身的自感系数和交流的频率决定。
高频扼流圈:自感系数很小,它具有通低频,通直流,阻高频的特点。
低频扼流圈:自感系数比较大,它具有通直流,组交流的特点。
●电容器对交变电流的阻碍作用:容抗:电容对电流的阻碍作用叫容抗。
容抗的决定因素:由电容的大小和交流的频率决定。
电容在电路中的作用:通交流,阻直流,通高频,阻低频。
二、变压器:●变压器的工作原理:变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件,当初级线圈中通有交流电流时,铁芯(或磁芯)中便产生交流磁通,使次级线圈中感应出电压(或电流)。
变压器由铁芯(或磁芯)和线圈组成,线圈有两个或两个以上的绕组,其中接电源的绕组叫初级线圈,其余的绕组叫次级线圈。
●理想变压器的理想化条件及其规律:在理想变压器的原线圈两端加交变电压U1后,由于电磁感应的原因,原、副线圈中都将产生感应电动势,根据法拉第电磁感应定律有:,由此便可得理想变压器的电压变化规律为:理想变压器有P1=P2(而P1=I1U1,P2=I2U2)于是又得理想变压器的电流变化规律为:●理想变压器的性质:①理想变压器的理想化条件一般指的是:忽略原、副线圈内阻上的分压,忽略原、副线圈磁通量的差别,忽略变压器自身的能量损耗。
②理想变压器的规律实质上就是法拉第电磁感应定律和能的转化与守恒定律在上述理想条件下的新的表现形式。
③熟记两个基本公式:Ⅰ、,即对同一变压器的任意两个线圈,都有电压和匝数成正比。
Ⅱ、P入=P出,即无论有几个副线圈在工作,变压器的输入功率总等于所有输出功率之和。
④原副线圈中过每匝线圈通量的变化率相等。
⑤原副线圈中电流变化规律一样,电流的周期频率一样⑥公式,中,当原线圈中U1、I1代入有效值时,副线圈对应的U2、I2也是有效值,当原线圈中U1、I1为最大值或瞬时值时,副线圈中的U2、I2也对应最大值或瞬时值。
高二物理电感电容对交流电的影响试题答案及解析
高二物理电感电容对交流电的影响试题答案及解析1.某同学在研究电容、电感对恒定电流与交变电流的影响时,采用了如图所示的电路,其中L1、L2是二个完全相同的灯泡,已知把开关置于3、4时,电路与交流电源相通,稳定后的二个灯泡发光亮度相同,则该同学在如下操作中能观察到的实验现象是()A.当开关置于1、2时,稳定后L1、L2两个灯泡均发光且亮度也相同B.当开关置于1、2时,稳定后L1、L2两个灯泡均发光,但L1比L2亮C.当开关置于3、4瞬间,L2立即发光,而L1亮度慢慢增大D.当开关置于3、4时,稳定后,若只增加交流电的频率,则二个灯泡的亮度将同时变暗【答案】C【解析】当开关置于1、2时,接的是直流电,稳定后,电感的感抗减小,L1变亮,电容的容抗无穷大,也就是不通电,L2不亮.所以A、B均错.当开关置于3、4瞬间,L2立即发光,由于电感产生的自感电动势对电流的阻碍作用,L1中的电流会慢慢增大,因此L1亮度慢慢增大.所以C正确.当开关置于3、4时,稳定后,若只增加交流电的频率,感抗变大,L1变暗,容抗变小,L2变亮.所以D错.【考点】电容器和电感器对交变电流的导通和阻碍作用.2.如图所示,三只完全相同的灯泡A、B、C分别与电容器、电感线圈和电阻串联后接在同一交流电源上,供电电压瞬时值为u1=Umsinω1t,此时三只灯泡亮度相同。
现换另一个电源供电,供电电压瞬时值为u2=Umsinω2t,ω2=2ω1。
则改换电源后()A.A灯比原来亮 B.B灯比原来亮C.C灯比原来亮 D.A、B、C三灯亮度仍然相同【答案】A【解析】由于电源的最大电压值不变,而电源的角速度变为原来的2倍,即频率变大,故电容C的电阻减小,电感L的电阻变大,故A灯比原来亮,B灯比原来暗,C灯与原来的亮度是一样的,A是正确的。
【考点】交流电的频率对电容、电感电阻的影响。
3.如图所示,L是一个带铁芯的线圈,R为纯电阻,两条支路直流电阻阻值相等,那么在接通和断开电键的瞬间,电流表的读数大小关系是()A.I1<I2I1′>I2′B.I1<I2I1′=I2′C.I1>I2I1′=I2′D.I1=I2I1′<I2′【答案】B【解析】电键接通瞬间,由于自感现象,L产生自感电动势阻碍电流I1的增加,故I1<I2,电键断开瞬间,直流电流I2瞬间减为零,而由于自感现象,L产生自感电动势阻碍电流I1的减小,A1、A2构成了一个闭合回路电流相等,既I1′=I2′,故只有B选项正确。
5_3电感和电容对交流的影响
电容对交流阻碍作用的大小用容抗表示。
实验表明:
电容器电容越大、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。 1 XC 2fC
电容器具有“通交流、隔直流”“通高频、 阻低频”的特点。
小结: 电感对交变电流的作用:
通直流 ,阻交流 自感系数越大、交变 电流的频率越高,电 通低频, 阻高频 感对交变电流的阻碍
(一)电感对交变电流的阻碍作用:
演示实验: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。实验中取直流电源的电压与交流电压的 有效值相等。
实验现象:接通直流电源时,灯泡亮些; 接通交流电源时,灯泡暗些。 实验表明电感对交变电流有阻碍作用。
思考:为什么电感对交流电有阻碍作用? 交流电通过电感线圈时,电流时刻在改变, 电感线圈中必然产生自感电动势,阻碍 电流的变化,使灯泡变暗。 电感对交变电流阻碍作用的大小,用感抗 表示。 实验表明:
线圈的自感系数越大、交变电流的频率越高, 电感对交变电流的阻碍作用越大。
思考: 为什么线圈的感抗跟线圈的自感系数和 交流电的频率有关呢? 感抗是由自感现象引起的,线圈的自感 系数L越大,自感作用就越大,因而感抗 越大; 交流电的频率f越高,电流的变化率越大, 自感作用也越大,因而感抗越大。
X L 2fL
例2、 如图所示,线圈的自感系数L和电容器的 电容C都很小(如L=1mH,C=200pF), 此电路的重要作用是( D ) A、阻直流通交流,输出交流 B、阻交流通直流,输出直流 C、交流和直流
(二)电容器对交变电流的阻碍作用:
演示实验: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。
了解电容和电感对交流电路中电流的影响
了解电容和电感对交流电路中电流的影响电容和电感是交流电路中两个重要的元件,它们对电流的影响具有一定的特点和作用。
在本文中,我们将深入探讨电容和电感对交流电路中电流的影响,并从理论和实际应用的角度进行讨论。
首先,我们来了解一下电容对交流电路中电流的影响。
电容是一种存储电荷的元件,它能够在电场的作用下存储电能。
在交流电路中,电容对电流的影响主要表现在两个方面:阻抗和相位差。
电容的阻抗与频率有关,它与电容器的电容值成反比。
当交流电的频率增加时,电容的阻抗减小,电流增大;反之,当交流电的频率减小时,电容的阻抗增大,电流减小。
这是因为在高频下,电容器的充电和放电速度较快,电流容易通过电容器;而在低频下,电容器的充电和放电速度较慢,电流难以通过电容器。
此外,电容对交流电路中电流的影响还表现在相位差上。
在交流电路中,电流和电压之间存在一定的相位差。
对于电容来说,电流滞后于电压,相位差为负值。
这是因为电容器需要时间来充电和放电,导致电流相对于电压有一定的滞后。
相位差的存在使得电流和电压的波形发生了改变,从而影响了电路的工作状态和性能。
接下来,我们来了解一下电感对交流电路中电流的影响。
电感是一种储存磁能的元件,它能够在磁场的作用下存储电能。
在交流电路中,电感对电流的影响主要表现在两个方面:阻抗和相位差。
电感的阻抗与频率有关,它与电感器的电感值成正比。
当交流电的频率增加时,电感的阻抗增加,电流减小;反之,当交流电的频率减小时,电感的阻抗减小,电流增大。
这是因为在高频下,电感器的自感作用增强,电流难以通过电感器;而在低频下,电感器的自感作用减弱,电流容易通过电感器。
此外,电感对交流电路中电流的影响还表现在相位差上。
在交流电路中,电流和电压之间存在一定的相位差。
对于电感来说,电流超前于电压,相位差为正值。
这是因为电感器在电流变化时会产生自感电动势,导致电流相对于电压有一定的超前。
相位差的存在使得电流和电压的波形发生了改变,从而影响了电路的工作状态和性能。
电感电容对交流电的阻碍作用
电感电容对交流电的阻碍作用电感和电容是电路中常见的两种元件,它们对交流电的行为具有阻碍作用。
在深入了解电感和电容对交流电的阻碍作用之前,我们先介绍一下交流电和直流电的基本概念。
交流电是指电流方向和大小随时间变化的电流。
它的特点是电流方向经常变化,且可以取正值和负值,如交流电可以是正弦波形状的。
而直流电是指电流方向和大小保持恒定的电流。
电感对交流电的阻碍作用:电感的基本原理是通过电流的变化逆向生成电磁场。
电感元件是由导线绕成线圈的形式,当通过线圈的电流发生变化时,会产生电感电动势。
电感对交流电的阻碍作用可以从以下几个方面来分析:1.阻碍电流的变化:电感通过自感作用抵抗电流的改变。
当交流电流通过电感时,由于电流的方向和大小随时间变化,电感中会产生反电动势。
这导致电感阻碍电流的改变,使得电感对交流电具有阻碍作用。
2.延迟电流的相位:电感会使交流电的电压和电流之间存在一定的相位差。
当电感通过交流电时,电感中的磁场需要一定时间来建立。
在这个过程中,电感会储存电能,并延迟电流的相位。
这使得电感对交流电具有阻碍作用。
3.减小交流电的幅值:当电感元件接入交流电路时,由于电感的阻碍作用,电流的变化速率受限制,交流电的幅值会减小。
同时,电感中储存的能量也会导致电流的衰减。
这使得电感对交流电产生了一定的阻抗。
电容对交流电的阻碍作用:电容是由两个导体之间隔绝的电介质,当电压施加在两个导体上时,会导致电介质中的电荷分布变化。
电容对交流电的阻碍作用可以从以下几个方面来分析:1.阻碍电流的变化:当交流电压施加在电容上时,电容会阻碍电流的变化。
由于电容的电场可以储存能量,当电压的变化速率很快时,电容中的电场无法及时建立或调整,导致电流受到限制。
2.延迟电压的相位:电容会使交流电的电压和电流之间存在一定的相位差。
当电容接入交流电路时,电容中的电荷需要一定时间来积累或释放。
在这个过程中,电容会延迟电压的相位,使得电容对交流电产生一定的阻抗。
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1.电感对交变电流的阻碍作用⑴电感器对交变电流有阻碍作用,阻碍作用的大小用感抗来表示。
影响电感器对交变电流阻碍作用大小的因素:线圈的自感系数和交流电的频率。
线圈的自感系数越大、交流电的频率越高,电感对交变电流的阻碍作用越大。
即线圈的感抗就越大。
(2) 电感器在电路中的作用:通直流,阻交流;通低频,阻高频。
“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)直流电的电流不变化,不能引起自感现象,交流电的电流时刻改变,必有自感电动势产生来阻碍电流的变化。
“通低频,阻高频”这是对不同频率的交流而言的,因为交变电流的频率越高,电流变化越快,自感作用越强,感抗也就越大。
(3)电感器的应用扼流圈:扼流圈是利用电感阻碍交变电流的作用制成的电感线圈。
分低频扼流圈和高频扼流圈两类:低频扼流圈构造:线圈绕在铁芯上,匝数多,自感系数大,电阻较小作用:通直流,阻交流高频扼流圈构造:线圈绕在铁氧体上,匝数少,自感系数小(铁芯易磁化使自感系数增大,铁氧体不易磁化,自感系数很小)作用:通低频,阻高频2.电容对交变电流的阻碍作用⑴电容器对交变电流有阻碍作用,阻碍作用的大小用容抗来表示。
影响电容器对交变电流阻碍作用大小的因素有电容器的电容与交流电的频率,电容器的电容越大、交流电的频率越高,电容器对交变电流的阻碍作用越小。
即线圈的容抗就越大。
(2)电容器在电路中的作用:通交流,隔直流;通高频,阻低频。
信号和交流信号,如图1所示,该电路中的电容就起到“隔直流,通交流”的作用,其电容器叫耦合(或隔直)电容器。
在电子技术中,从某一装置输出的电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,如图2所示,具有这种“通高频,阻低频”用途的电容器叫高频旁路电容器。
3.交变电流“通过”电容器的原因分析原因:直流电不能通过电容器是因为电容器两极板被绝缘介质隔开,自由电荷不能通过绝缘介质。
电感与电容在交直流电中的作用
场释放能量。
限流
电感可以限制电流的变化率,当电 流通过电感时,电流的变化率较小, 从而减小电流对电路的冲击。
扼流圈
在直流电路中,电感常作为扼流圈 使用,用于抑制电路中的直流电流 波动。
03 电容在交直流电中的作用
加强电感与电容的环保和可 持续发展研究,探索新型的 环保材料和制造工艺,降低 其对环境的影响。
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总结1
电感在交流电中的作用主要是限制电流的变化,维持稳定的电压,并 实现滤波和储能等功能。
总结2
电容在交流电中的作用主要是实现无功补偿、滤波和去耦等,同时也 可以用于储能和缓冲。
总结3
在直流电路中,电感的作用主要是储能和滤波,而电容的作用主要是 隔直和滤波。
总结4
电感与电容在电路中相互配合,可以实现不同的功能,如振荡、调谐、 滤波等,对电路的性能和稳定性具有重要影响。
滤波
耦合
电容在交流电路中起到滤波作用,能 够消除电路中的杂散信号或噪声。
电容在交流电路中用作耦合元件,将 信号从一个电路传输到另一个电路。
移相
电容在某些交流电路中起到移相作用, 改变电路中电压或电流的相位关系。
电容在直流电中的作用
隔直流
电容在直流电路中起到隔直流的 作用,阻止电流通过电容,从而 阻止直流信号通过。
目的和目标
了解电感与电容的基 本原理和特性。
探讨电感与电容在实 际电路中的应用和设 计考虑因素。
分析电感与电容在交 流电和直流电中的作 用和影响。
02 电感在交直流电中的作用
电感的定义和特性
定义
高中物理电容和电感对交流电的作用
高中物理电容和电感对交流电的作用一.电感在交流电路中的作用 .1.对交流电产生阻碍作用的原因 :自感电动势的存在 .2.对交流电产生阻碍作用的描述 :感抗.XL= 2 л f L感抗与交流的频率成正比 ,与线圈的自感系数成正比 .3.口诀 :①通直流 ,阻交流 . (低频扼流圈 ,其自感系数更大 )②通低频 ,阻高频 . (高频扼流圈 ,自感系数相对较小 )二.电容在交流电路中的作用 .1.对交流电产生阻碍作用的原因 :电容两极板积累电荷产生反向电势差 ,对自由电荷的定向移动起阻碍作用 .2.对交流电产生阻碍作用的描述 :容抗. X c = 1 / 2 л f C容抗与交流的频率成反比 ,与电容器的电容成反比 .3.口诀 :①通交流 ,隔直流 . (隔直电容 ,一般用大电容 )②通高频 ,阻低频 . (旁路电容 ,一般用小电容 )三.电阻,感抗,容抗的区别和联系。
电阻感抗容抗产生的原因定向移动的自由电荷与不动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这个方向定向移动的电荷的反抗作用在电路中的特点对直流交流均有阻碍作用只对变化的电流有阻碍作用不能通直流,只能通变化的电流决定因素由导体本身(长短、粗细、材料)决定,与温度有关由线圈的自感系数和交流的频率决定(成正比)由电容的大小和交流的频率决定(成反比)电能的转化与做功电流通过电阻做功,电能转化为内能电能和磁场能往复转化电流的能与电场能往复转化第十六章电磁振荡和电磁波第一节电磁振荡一.几个基本概念1.振荡电流 : 大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫振荡电流 .2.振荡电路 : 能产生振荡电流的电路叫振荡电路 .3.LC 回路 : 有电感线圈和电容器组成的电路是一种简单的振荡电路 ,简称LC 回路 .4.电磁振荡 : 在 LC 回路中 , 电容器上的电荷 ,通过线圈的电流以及跟电荷和电流相联系的电场和磁场都发生周期性的变化的现象叫电磁振荡 .二.电磁振荡过程中各量的变化情况 .i65t从电容器正向放电开始计时 .瞬时电流 I 磁感应强度 B 磁场能板间电压 U 电场强度 E 电场能t=0 0 0 0 max max max放电增大增大增大减小减小减小t=T/4 max max max 0 0 0充电减小减小减小增大增大增大t=T/2 0 0 0 max max max放电增大增大增大减小减小减小t=3T/4 max max max 0 0 0充电减小减小减小增大增大增大t=T 0 0 0 max max max三.LC 回路的固有周期和固有频率 .T=2π√ LC f =1 / 2 π√ LC。
电感和电容对交变电流的影响
电感对交变电流的作用:XL 2 f L 通直流,阻交流 低频扼流圈(L大)
通低频,阻高频 高频扼流圈(L小)
电容对交变电流的作用:X C
1
2fC
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, 还跟交流的频率有关。
构造:铁氧体芯,匝数少 L小 作用:通直流、通低频,阻高频
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
演示实验
三、电容器对交变电流的阻碍作用
1、容抗: (1)、意义:反映电容对交流阻碍作用的大小
(2)、符号:XC
(3)、单位:Ω (4)决定因素:
AD )
A. 在电路a中,断开S后,A将逐渐变暗
B. 在电路a中,断开S后,A将先变得更亮,然后渐暗
C. 在电路b中,断开S后,A将逐渐变暗
D. 在电路b中,断开S后,A将先变得更亮,然后渐暗
A
L
L
(a)
R
(b)
S
RA
S
(5)、决定因素:
①线圈的自感系数L 自感系数越大、频
②交流电频率f
率越高, 感抗越大
一、电感对交变电流的阻碍作用
(6)、数学表达式
2、特性:
XL 2 f L
通直流、阻交流
通低频、阻高频
3、实际应用:扼流圈
3、实际应用:扼流圈
⑴低频扼流圈
构造:闭合铁芯,匝数多 作用:通直流,阻交流
L大
⑵高频扼流圈
练习1、如图所示,从ab端输入的交流含
电感和电容对交变电流的影响
3 电感和电容对交变电流的影响一、感抗1.定义:电感对电流阻碍作用的大小,用感抗表示.2.感抗的成因:因为交变电流的大小和方向随时间周期性变化,这个变化的电流通过线圈时产生一个自感电动势,自感电动势总是阻碍交流电的变化变化,故线圈对交变电流有阻碍作用,这就是感抗.3.决定因素:线圈的感抗X L与它的自感系数L及交变电流的频率f间有如下的关系: X L=2πfL 即线圈的自感系数越大,交流电的频率越高,感抗越大二、低频扼流圈和高频扼流圈1.低频扼流圈:自感系数大的线圈(约几十亨),线圈电阻较小,对直流的阻碍作用较小,这种线圈可以“通直流、阻交流”。
2.高频扼流圈:自感系数较小的线圈(约几个毫亨),对低频交变电流的阻碍作用较小,而对高频交变电流的阻碍作用很大,可以用来“通低频、阻高频”。
三、交变电流能够“通过”电容器.1.电流实际上并没有通过电容器的内部,也就是说,自由电荷定向移动,不会从一个极板经极板间的电介质到达另一个极板.2.电容器“通交流”,只不过是在交变电压的作用下,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“通过”了电容器.四、容抗1.定义:电容器对交流的阻碍作用的大小,用容抗来表示.2.成因:电容器接入交流电路中后,极板上的电荷形成了二极板间的电压,这电压和电源电压相反,从而产生了对交变电流的阻碍作用,即形成了容抗.3.决定因素:交流电路中的容抗和交变电流的频率、电容器的电容成反比.容抗与交变电流的频率和电容的关系为X C = 1/2πfC,即交流电的频率越大,电容越大,容抗越小.五、电感和电容在电路中的作用1.电感的作用是: “通直流、阻交流”、“通低频、阻高频”.2.电容的作用是: “通交流、隔直流”、 “通高频、阻低频”.练习题1.一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2.如图所示,接在交流电源上的电灯泡正常发光,以下说法正确的是A.把电介质插入电容器,灯泡变亮B.增大电容器两极板间的距离,灯泡变亮C.减小电容器两极板间的正对面积,灯泡变暗D.使交变电流频率减小,灯泡变暗 3.如图所示,把电阻R,电感线圈L,电容C并联,接到一个交流电源上,三个电流表示数相同,若保持电源电压大小不变,而将电源频率增大,则三个电流表示数I1、I2、I3的关系是A、I1=I2=I3B、I1>I2>I3C、I2>I1>I3D、I3>I1>I2 4. 对交流电通过电容器的理解正确的是A.交变电流能够使电容器极板间的绝缘介质变成导体B.交变电流定向移动的电荷通过电容器两板间的绝缘介质C.交变电流能够使电容器交替进行充电、放电,电路中就有了电流,表现为交变电流通过了电容器D.交变电流通过了电容器,实际上自由电荷并没有通过电容器极板间的绝缘介质(击穿除外)5.关于电感对交变电流的影响,下列说法中正确的是A.电感不能通直流电流,只能通交变电流B.电感对各种不同频率的交变电流的阻碍作用相同C.同一只电感线圈对频率低的交变电流的阻碍较小D.同一只电感线圈对频率高的交变电流的阻碍较小.6.交变电流通过一段长直导线时,电流为I,如果把这根长直导线绕成线圈,再接入原电路,通过线圈的电流为I′,则A.I′>I B.I′<I C.I′=I D.无法比较7.两个相同的灯泡L1和L2,分别与两个相同的电容器C1和C2连接,如图所示.图中甲电路两端加恒定电压U1,乙电路两端加最大值1.2U1的正弦交变电压U2,则此两灯的发光情况是A.L1灯比L2灯亮B.L1灯发光,L2灯不发光C.L1灯不发光,L2灯发光D.两灯亮度相同8.如图所示的交流电路中,如果电源电动势的最大值不变,交流电的频率增大时,可以观察到三盏电灯亮度的变化情况是A.L1、L2、L3亮度都不变B.L2变暗,L2不变、L3变亮C.L1变暗、L2变亮、L3不变D.L1变亮、L2变暗、L3不变9.下列关于低频扼流圈和高频扼流圈对交流电的阻碍作用的说法中,正确的有A.低频扼流圈对低频交流电有很大的阻碍作用,对高频交流电的阻碍作用就更大B.低频扼流圈对低频交流电有很大的阻碍作用,对高频交流电的阻碍作用就较小C.高频扼流圈对高频交流电有很大的阻碍作用,对低频交流电的阻碍作用就更大D.高频扼流圈对高频交流电有很大的阻碍作用,对低频交流电的阻碍作用就较小10.如图所示,某电子电路的输入端输入电流既有直流成分,又有交流低频成分和交流高频成分.若通过该电路只把交流的低频成分输送到下一级,那么关于该电路中各器件的作用,下列说法中正确的有A.L在此的功能为通直流,阻交流,叫高频扼流圈B.C1在此的功能为通交流,隔直流,叫隔直电容C.C2在此的功能为通高频、阻低频,叫做高频旁路电容D.上述说法都不对11.对电容器能通交变电流的原因,下列说法中正确的有A.当电容器接到交流电源上时,因为有自由电荷通过电容器,电路中才有交变电流B.当电容器接到交流电源上时,电容器交替进行充电和放电,电路中才有交变电流C.在有电容器的交流电路中,没有电荷定向移动D.在有电容器的交流电路中,没有电荷通过电容器12.如图所示为某电器中电路的一部分,当输入有直流成分、交流低频成分和交流高频成分的电流后,在其输出端得到可调大小的交流低频成分,那么有关各元器件的作用的说法中,正确的有A.C1为高频旁路电容器,交流高频成分被该电容器短路B.R为滑动变阻器,它的滑动片上下移动可以改变输出端电压的大小C.C2为隔直电容器,交流低频成分通过该电容输出D.C1的电容较大、C2的电容较小13.如图所示,开关S与直流恒定电源接通时,L1、L2两灯泡的亮度相同,若将S与交变电源接通A.L1和L2两灯泡亮度仍相同B.L1比L2更亮些C.L1比L2更暗些D.若交变电源电压的有效值与直流电压相同,两灯与原来一样亮14.如图所示,L1、L2为两个相同的灯泡,开关S接通恒定直流电源时,灯泡L1发光,L2不亮,后将S与有效值和直流电压相同的交变电源接通,这时A,L2比L1更亮些B.L2比L1更暗些C.L2仍然不亮D.L2可能和L1一样亮15.两只完全相同的灯泡L1和L2分别与相同的电感串联,组成如图所示的甲、乙两个相同的部分电路.现在甲电路两端加恒定电压U,L1灯发光;而在乙电路两端加最大电压为U的正弦交变电压,L2灯也发光.比较两灯的明暗程度,是L1灯的亮度________L2灯亮度.(填“大于”、“等于”、“小于”)16.如图所示电路,当在a、b两端加上直流电压时,L1正常发光,L2不亮;当a、b两端加上同样电压的交变电流时,L1发光亮度变暗,而L2正常发光.则A、B分别为_ _和__ 。
电感和电容对交变电流的影响
• 电感线圈及产品:
电感对交变电流的影响视频 • 电感的作用:对直流电阻碍作用小,
对交流电阻碍作用大。
(1)低频扼流圈
构造:线圈绕在铁芯上,匝数多,自感系数很大。 作用:对低频交流电有较大阻碍作用,对直流的阻
碍作用较小,即“通直流,阻交流”。
(2)高频扼流圈
构造:线圈绕在铁氧体上或空心,匝数少, 自感系数小。
• 电容器的电容:由电容器自身结构决定的描述电容 器容纳电荷本领大小的物理量。电容器的电容越大, 则容纳电荷的本领越大,对交流电的阻碍作用越小。
电容的国际单位为法拉(F)。
• 电容器对交变电流所起的阻碍作用的大小, 用容抗 (capacitive reactence)来描述。 影响容抗大小的因素视频
电容越大、交流电频率越大,容抗越小:
XC 1 / 2fC
• 电感器对交变电流所起的阻碍作用的大小, 用感抗(inductive reactence)来描述。
影响感抗大小的因素视频 自感系数越大、交流电频率越大,感抗越大:
X L 2fL
2. 电容对交变电流有什么影响视频 • 电容的作用:对直流电阻碍作用很大,
对交流电阻碍作用小。
作用:对低频交流电阻碍作用较小,对高频交变电流 阻碍作用很大,即:“通低频、通直流,阻高频”。
• 电感器的自感系数:由电感器自身结构决定的 影响电感器对交流电阻碍大小的物理量。
研究表明,自感系数的大小与线圈的匝数、 线圈的长度、线圈的横截面积、线圈中有无 铁芯等因素有关。
自感系数的国际单位为亨利,简称亨(H)。
电阻电感和电容对交流电的作用
电阻电感和电容对交流电的作用电阻、电感和电容是电路中常见的三种元件,它们对交流电有着不同的作用。
电阻对交流电的作用主要体现在两个方面,即阻碍电流通过以及产生功耗。
首先,电阻对交流电的作用是阻碍电流通过。
在交流电路中,电流会随着时间的变化而变化,而电阻会使得通过电路的电流受到一定的阻碍。
这是因为电阻元件内部存在着电子的碰撞、摩擦等能量损耗,从而使得电流在通过电阻时产生一定的电压损耗,即电压降。
电阻对交流电的作用就是通过产生电压降,阻碍电流通过。
另外,电阻还会在交流电路中产生功耗。
功耗是指电阻元件将电能转化为热能的过程。
在电阻元件内部,由于电子在通过电阻时产生碰撞、摩擦等,电能将转化为热能,从而产生一定的功耗。
这会使得电阻元件发热,甚至可能引起热效应,因此在设计电路时需要考虑电阻的功耗问题。
与电阻不同,电感对交流电的作用主要表现在其对电流的延迟和阻抗的改变。
首先,电感对交流电的作用是通过对电流的延迟实现电路中的时间滞后效应。
在电感元件中,通过电流变化产生磁场,而由于磁场的变化又会引发电场的变化,这样电感元件内部会形成电场和磁场相互耦合的效应。
当交流电通过电感元件时,由于电感的特性,会导致电流的值滞后于电压的变化。
这就实现了一定程度上的电流延迟效应,使得电路产生相应的时间滞后响应。
另外,电感还会改变电路的阻抗。
阻抗是交流电路中电流和电压之间的复数关系,可以看作是交流电路对电流的阻碍程度。
在电感元件中,由于磁场的变化会产生感应电动势,所以电感元件的阻抗与频率有关。
当频率较低时,电感元件的阻抗较大,表现为对电流的阻碍较明显;而当频率较高时,电感元件的阻抗较小,对电流的阻碍相对较小。
因此,电感元件可以通过改变电路的频率特性,实现对电流的阻碍控制。
最后,电容对交流电的作用主要表现在其对电流的激励和对电压的延迟。
首先,电容对交流电的作用是通过对电流的激励实现电路中的时间超前效应。
在电容元件中,电流的变化会使得电场的变化,而由于电场的变化又会导致电流的变化,电容元件内部会形成电流和电场相互耦合的效应。
电路中的电感与电容对交流电的影响
电路中的电感与电容对交流电的影响电感和电容是电路中常见的两个元件。
它们在与交流电的相互作用过程中扮演着重要角色。
本文将重点探讨电感和电容在电路中对交流电的影响。
电感是由线圈或线圈的自感导致的,它对交流电具有特定的响应。
当交流电通过电感时,电感会抵抗电流的变化。
这是因为当交流电流通过线圈时,它产生变化的磁场。
根据法拉第电磁感应定律,变化的磁场会在线圈内产生反向电势,抵抗电流的变化。
因此,电感对于交流电产生阻抗,即电感阻抗。
电感阻抗与频率相关,随着频率的增加而增加。
这是因为当频率增加时,电感内的变化磁场更加剧烈,导致更大的电感阻抗。
电感阻抗的大小可以用以下公式表示:XL = 2πfL其中,XL是电感阻抗,f是频率,L是电感的值。
从公式可以看出,电感阻抗与频率和电感值成正比。
因此,电感对于高频交流电的阻抗比低频交流电大。
电感的另一个重要影响是引起相位差。
相位差是交流电流和电压之间的时间差。
在电感中,电流滞后于电压。
这是因为当电压改变时,电感阻抗抵抗电流变化,导致电流的延迟。
这种相位差可以用以下公式表示:θ = arcta n (XL / R)其中,θ是相位差,XL是电感阻抗,R是电阻。
从公式可以看出,电感阻抗越大,相位差越大。
与电感相比,电容是另一种常见的电路元件。
电容由两个带有电介质的电极组成,对交流电也有特定的响应。
当交流电通过电容时,电容会储存电荷,并在电极之间产生电场。
同时,电容对变化的电流会产生反应,通过改变电荷量来维持电平。
电容的阻抗与频率相关,随着频率的增加而降低。
这是因为当频率增加时,电容的充电和放电速度加快,导致电容阻抗降低。
电容阻抗的大小可以用以下公式表示:XC = 1 / (2πfC)其中,XC是电容阻抗,f是频率,C是电容的值。
从公式可以看出,电容阻抗与频率和电容值成反比。
因此,电容对于高频交流电的阻抗比低频交流电小。
电容对交流电的另一个重要影响是引起相位差。
与电感相反,电容导致电流超前于电压。
电感与电容对交流电的影响
电感与电容对交流电的影响电感和电容是两种常见的电器元件,它们对交流电的影响具有重要意义。
本文将从电感和电容的原理出发,分析它们对交流电的影响,并探讨电感和电容在电路中的应用。
首先,我们来了解一下电感的原理。
电感是由导体线圈构成的元件,当通过导体线圈的电流发生变化时,会在导体线圈周围产生磁场。
这个磁场会导致电感具有抗变化电流的性质,即在电流变化时,磁场会产生电动势,抵抗电流的变化。
电感的大小与导体线圈的匝数、导线的长度和截面积等因素有关。
电感对交流电的影响主要表现在以下两个方面。
首先,电感会导致电流和电压之间存在相位差。
当电流通过电感时,会产生一个延迟于电压的相位差。
这是由于电感对变化的电流有抑制的作用,导致电流反应的速度比电压慢,从而引起相位差。
其次,电感对交流电的影响主要表现在对电流的限制作用。
电感会阻碍电流的变化,从而限制了交流电的流动速度。
当电流的频率变化很大时,电感对电流的影响比较显著。
接下来,我们来讨论一下电容对交流电的影响。
电容是由两个导体板之间的绝缘介质构成的元件。
当两个导体板之间施加电压时,会在绝缘介质中形成电场。
电容的大小与导体板的面积、导体板之间的距离和绝缘介质的介电常数有关。
电容对交流电的影响主要体现在以下两个方面。
首先,电容会导致电流和电压之间存在相位差。
当电压在电容上发生变化时,由于电荷不能立即流动,导致电容上的电流滞后于电压,产生一个电流的相位差。
其次,电容对交流电的影响还表现在对电压的限制作用。
在交流电的电压变化过程中,电容可以充电和放电。
在电压上升时,电容会储存电荷,从而导致电容电压上升速度较慢。
在电压下降时,电容会释放电荷,导致电容电压下降速度较慢。
因此,电容对电压的变化具有一定的限制作用。
电感和电容在电路中有着广泛的应用。
电感主要用于滤波电路中,通过电感的阻抗特性,将交流电路中的一些频率成分滤除,达到去除噪声、稳定电压等目的。
电感还可以用于变压器中,通过变换电感的匝数,实现电压的升高或降低。
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低频扼流圈: 匝数多,有铁芯, L大,R小 通直流阻交流
高频扼流圈: 匝数少,L小,无铁芯
通低频阻高频
二、电容对交变电流的影响 1、实验:分别通以直流和交流 实验现象:接直流时,灯不亮, 接交流时,灯泡亮了。 结论:直流电不能通过电容 器, 而交变电流能“通过” 电容器. 2、容抗: XC = 1/(2ΠfC)
3、影响:通交流隔直流,通高频阻低频。
4、应用: 通交流隔直流,通高频阻低频
通交流隔直流
大电容
通高频实验:直流和交流的电压大小相同 现象:接通直流时,灯泡 发亮;接通交流时,灯泡 暗些 结论:电感对交变电流有 阻碍作用。
2、感抗: XL = 2ΠfL,对于直流 f=0,感抗XL=0
3、影响:通直流阻交流,通低频阻高频
4、应用: 通直流阻交流(低频扼流圈)
通低频阻高频(高频扼流圈)。