3.电感和电容对交变电流的影响

特点
决定 因素
电能的 电流通过电阻做功，电能和磁场能 转化与 电能转化为内能 往复转化 做功
在收音机线路中， 在收音机线路中，经天线接收下来的电信号既有高频成分又有低 频成分，经放大后送给下一级，需要把低频成分和高频成分分开， 频成分，经放大后送给下一级，需要把低频成分和高频成分分开， 只让低频成分输入给下一级，我们采用了如图所示装置电路， 只让低频成分输入给下一级，我们采用了如图所示装置电路，其 中代号a、 应选择的元件是 应选择的元件是( ) 中代号 、b应选择的元件是 A．a是电容较大的电容器，b是低频扼流线圈 ． 是电容较大的电容器， 是低频扼流线圈 是电容较大的电容器 B．a是电容较大的电容器，b是高频扼流线圈 是电容较大的电容器， 是高频扼流线圈 ． 是电容较大的电容器 C．a是电容较小的电容器 b是高频扼流线圈 C．a是电容较小的电容器，b是高频扼流线圈 是电容较小的电容器， D．a是电容较小的电容器，b是低频扼流线圈 是电容较小的电容器， 是低频扼流线圈 ． 是电容较小的电容器
直流
3．感抗的应用
类型 低频扼流圈 区别 高频扼流圈
自感 较大 系数
通 直流 通 、
较小
直流
交流
、 通 .
作用
阻
低频 、 阻 高频 .
一、电感“通直流、阻交流；通低频、阻高频”的特点 电感“通直流、阻交流；通低频、阻高频” 从理论上讲，影响感抗大小的因素有两个： 1．从理论上讲，影响感抗大小的因素有两个：交变电流的频率和 线圈的自感系数．其关系为线圈的自感系数越大， 线圈的自感系数．其关系为线圈的自感系数越大，交变电流的频 率越高，感抗就越大；反之，感抗越小．因此，对同一线圈， 率越高，感抗就越大；反之，感抗越小．因此，对同一线圈，自 感系数相同，加上频率不同的两种交变电流，频率大的， 感系数相同，加上频率不同的两种交变电流，频率大的，产生的 感抗大，频率小的产生的感抗小，对直流恒定电流，无感抗， 感抗大，频率小的产生的感抗小，对直流恒定电流，无感抗，阻 碍作用就只有电阻．若忽略电阻作用就不产生阻碍作用． 碍作用就只有电阻．若忽略电阻作用就不产生阻碍作用．此即电 感的“通直流、阻交流”作用． 感的“通直流、阻交流”作用．
2．容抗 交变电流 (1)物理意义：表示电容对 (1)物理意义： 物理意义 用的大小． 用的大小． 电容 (2)影响容抗大小的因素 影响容抗大小的因素： (2)影响容抗大小的因素：电容器的 越高，容抗越小. 大，交流的 频率 越高，容抗越小.
阻碍作 越
二、交变电流通过电容器的实质 在直流电路中，如图甲所示，当闭合开关S 在直流电路中，如图甲所示，当闭合开关S后，电源给电容器充 充电完毕，稳定后，电路中电流为零， 电，充电完毕，稳定后，电路中电流为零，我们说直流电不能 通过”电容器． “通过”电容器．
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 1．感抗实验 ． (1)实验目的：了解并验证电感线圈对交变电流的 实验目的： 实验目的
阻碍 作用． 作用．
(2)实验方法：如下图，把线圈L与白炽灯串联起 实验方法：如下图，把线圈 与白炽灯串联起 实验方法 先把它们接到直流电源上， 来，先把它们接到直流电源上，再把它们接到 交流电源上． 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． 有效值相等．观察两种情况下灯泡的亮度．
假设把电源换成交变电流如图乙，在一个周期内， 假设把电源换成交变电流如图乙，在一个周期内，假如是正弦 交变电流，如图丙所示，设电流的顺时针方向为正方向， 交变电流，如图丙所示，设电流的顺时针方向为正方向，闭合开关 T S 后，0～ 时间内，电容器被充电，右极板带正电，左极板带等量 ～ 时间内，电容器被充电，右极板带正电， 4 T T 负电荷，如图丁所示； 时间内，极板电荷量减小， 负电荷，如图丁所示； ～ 时间内，极板电荷量减小，电容器放 4 2 T 3 3 电流逆时针． 时间内，电容器反向充电； ～ 电，电流逆时针．同理 ～ T 时间内，电容器反向充电； T～T 时 2 4 4 间内电容器反向放电．这样电路中始终有电流， 间内电容器反向放电．这样电路中始终有电流，我们就说交变电流 通过”了电容器，实际上电荷没有通过电容器． “通过”了电容器，实际上电荷没有通过电容器．
解析： 电容器实质上是通过反复充、放电来实现通电的，并 无电荷流过电容器． 答案： BD
如右图所示，电路中完全相同的三只灯泡A1、A2、A3分别与电 如右图所示，电路中完全相同的三只灯泡A1、A2、A3分别与电 A1 串联，然后再并联到“ Hz” 阻R、电感L、电容C串联，然后再并联到“220 V 50 Hz”的交流 不变， 电源上，三只灯泡亮度恰好相同． 电源上，三只灯泡亮度恰好相同．若保持交变电压有效值U不变， 将交变电流的频率增大到60 Hz，则发生的现象是( 将交变电流的频率增大到60 Hz，则发生的现象是( ) A．三灯亮度不变 B．三灯均变亮 A1不变 A2变亮 A3变暗 不变、 变亮、 C．A1不变、A2变亮、A3变暗 A1不变 A2变暗 A3变亮 不变、 变暗、 D．A1不变、A2变暗、A3变亮
对电容器能通交变电流的原因， 对电容器能通交变电流的原因，下列说法正确的 ) 是( A．当电容器接到交流电源上时，因为有自由电荷 ．当电容器接到交流电源上时， 通过电容器， 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 ．当电容器接到交流电源上时， 充电和放电， 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 ．在有电容器的交流电路中， D．在有电容器的交流电路中，没有电荷通过电容 ．在有电容器的交流电路中， 器
2．从电感的应用上理解，电感线圈分为两种：低频扼流 从电感的应用上理解，电感线圈分为两种： 圈和高频扼流圈．低频扼流圈自感系数很大，对低频、 圈和高频扼流圈．低频扼流圈自感系数很大，对低频、高 频交变电流都产生很大的感抗，亦即对高频、 频交变电流都产生很大的感抗，亦即对高频、低频电流均 有很强的阻碍作用；而高频扼流圈自感系数很小， 有很强的阻碍作用；而高频扼流圈自感系数很小，只能对 高频交变电流才产生很明显的感抗， 高频交变电流才产生很明显的感抗，对低频交变电流感抗 不明显，此即电感的“通低频、阻高频”作用． 不明显，此即电感的“通低频、阻高频”作用．
二、电容器对交变电流的作用 1．容抗实验 (1)实验目的 了解并验证电容器对交变电流的阻碍作用． 实验目的： (1)实验目的：了解并验证电容器对交变电流的阻碍作用． (2)实验电路 如图) 实验电路( (2)实验电路(如图)
(3)实验方法：把白炽灯和电容器串联起来， (3)实验方法：把白炽灯和电容器串联起来，先把它们接 实验方法 到直流电源上，再把它们接到交流电源上， 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．把电容器从电路中取下来， 发光情况．把电容器从电路中取下来，使灯泡直接与交 流电源相连，再观察灯泡的发光情况． 流电源相连，再观察灯泡的发光情况． (4)实验现象 电路中串有电容器时，接通直流电源， 实验现象： (4)实验现象：电路中串有电容器时，接通直流电源，灯 接通交流电源， 泡 不亮 ；接通交流电源，灯泡 亮 ；把电容器从电 路中取下来，使灯泡直接与交流电源相连， 路中取下来，使灯泡直接与交流电源相连，灯泡要比接 有电容器时 亮 ． 交变 电流能够通过电容器， 电流能够通过电容器， (5)实验结论 实验结论： (5)实验结论：① 直流 不能通过电容器．②电容器对 交变 不能通过电容器． 电流 有阻碍作用
(3)实验现象：接通 实验现象： 电源时， 实验现象 电源时，灯泡亮 电源时，灯泡暗些． 些；接通 交流 电源时，灯泡暗些． (4)实验结论，电感线圈对 交变 电流有阻碍 实验结论， 实验结论 作用． 作用． 2．感抗 ． (1)物理意义：表示电感对 交变 电流阻碍作 物理意义： 物理意义 用的大小． 用的大小． 自感系数越大， (2)影响感抗大小的因素：线圈的 影响感抗大小的因素： 越大， 影响感抗大小的因素 频率 ，感抗越大． 越高， 交流的 越高 感抗越大．
低频扼流圈和高频扼流圈的结构和特性比较如下： 低频扼流圈和高频扼流圈的结构和特性比较如下：
类型 低频扼流圈 区别 结构 自感系数 有铁芯、匝数多 大(大到几十享利) 铁氧体芯或空心，匝数少 小(最大几毫亨) 高频扼流圈
对高频、低频电流 只对高频电流起阻碍作用、 感抗 阻碍作用都大 特性 通直流、阻交流 低频可忽略 通低频、阻高频
三、电阻、感抗、容抗的区别 电阻、感抗、
电阻 产生 原因 感抗 容抗 两极板上积累的 电荷对向这个方 向定向移动的电 荷的反抗作用 只能通变化的电 流 由电容的大小和 交流电的频率决 定 电能与电场能往 复转化
定向移动的自由电 电感线圈的自 荷与不动的离子间 感现象阻碍电 的碰撞用 阻碍作用 由导体本身(长短、 由线圈的自感 粗细、材料)决定， 系数和交流电 的频率决定 与温度有关