电容器,电感器在交流电路中的作用。

即时应用 2． 如图所示， 当交流电源的电压有效值是 220 V， 频率为 50 Hz 时，三盏电灯的亮度相同，当电源 电压不变，只将交流电源的频率改变为 100 Hz 变亮 ，b 时，则各灯亮度变化情况为： a 灯 ________ 变暗 ，c 灯________ 不变 ．(填“变亮”、“变 灯 ________ 暗”或“不变” )
实验结论：电容器有“通交流，割直流”的作用。
课前自主学案
一、电容器对交流电的导通作用 1． 观察教材P38图5.3-4的实验可 不能 使直流电通过，但 _____ 能 导通交 知，电容器 _____ 流电．
2．电容器导通交流电的实质(见教材P39图5.3-5)： 电容器接入交变电路中时，由于两极板的电压在 充电 放电 周期性地变化，使电容器反复地______ 和_____ ，虽然电容器的两极板间并没有电流通过，但在 交变 电流． 连接电容器和电源的电路中却形成_______
电感对交变电流的影响
(2011 年安康高二检测)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 2U 的正弦交变电压， L2 灯也发光． 比 大于 2 较两灯的明暗程度，是 L1 灯的亮度 ________L 灯的亮度(填“大于”“等于”或“小于”)．
图2－4－2
高频旁路电容作用： 通高频，阻低频。
核心要点突破
一、电容、电感对交变电流作用的成因分析
1．电容对交变电流的阻碍作用 当交变电流“通过”电容器时，给电容器充电或 放电，形成充电或放电电流，在形成电流的过程中， 对自由电荷来说，当电源的电压推动它们向某一方 向做定向移动的时候，电容器两极板上积累的电荷 却反抗它们向这个方向做定向移动，也就是说在给 电容器充电或放电过程中，在电容器两极形成跟原 电压相反的电压，这就对电流产生了阻碍作用．
不能通直流，只能 通变化的电流．对 只对变化的 直流电的阻碍作用 电流有阻碍 为无穷大，对交流 作用，即 电的阻碍作用随频 “通直阻交” 率的增大而减小， 即“通交阻直”
电阻
电感器
电容器
由电容C的大 小和电流的频 率f决定，C、f 越大，容抗越 小
由导体本身的 由导体本身的 因素决定(材料、 自感系数L和 决定因 长短、粗细)， 交流电的频率f 素 与温度有关， 决定，L、f越 与电流频率无 大，感抗越大 关
电压表与电感线圈并联，其示数为线圈 两端的电压UL，设灯泡两端电压为UR，则 电源电压的有效值为U＝UL＋UR，因UR＝ IR，故电流I减小时，UR减小，因电源电压 有效值保持不变，故UL＝U－UR，UL增大， 选项B正确．答案为BC. 【答案】 BC 【点评】 本题主要考查电感对交变电 流的阻碍作用，自感系数越大、交变电流 的频率越高，感抗就越大，电感器对交流 的阻碍作用也就越大．
灯变得更亮
3、实验结论： 电容器对交流电路存在阻碍作用，且电 容越大、频率越高，阻碍作用越小。
二、电容器对交流电的阻碍作用
实验探究结果表明：
阻碍 作用，此作用称为容 1 ．电容器对交流电有 ______ 抗． 电容 频率 2．容抗的大小跟 ______ 和交流电的_____有关．电 大 容越小，容抗越____；频率越低，容抗 XC越_____ 大 3．容抗公式： XC＝ ____________. 1
2πfC
三、电容器在电子技术中的应用 隔直 电容(图2 在电子技术中，常用的电容器有_______ 旁路 电容(图2－4－2)两种． －4－1)和__________
隔直电容：直流不能通过电 容器C，只能经电阻R形成回 路．
图2－4－1
隔直电容作用： 隔直流，通交流
旁路电容：C的电容较小， 低频信号不能通过，但高频 干扰信号可以通过．
思考感悟
1 ．电容器“通交流”的演示中，电流真的流过
电容器了吗？
提示：没有，电容器在交变电压作用下反复进行
充电、放电、反向充电、反向放电，电路中有持
续的交变电流，好像电流通过了电容器．
思考 交变电流能“通过” 电容器，电容 器对交流电有没有阻碍作用呢？
？
电容器对交变电流的阻碍作用 1、实验 ：
在前面实验中除去电容 2、实验现象：
电能的 电流通过电阻 电源电能和线 电源电能和电 转化与 做功电能转化 圈中磁场能相 容器中电场能 做功 为内能 互往复转化 相互往复转化
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：虽然不要求应用容抗、感抗的公式进 行计算，但熟记感抗及容抗公式 XL＝ 2πfL， XC 1 ＝ 可快速判定感抗、容抗大小变化． 2πfC
2．电感对交变电流的阻碍作用 交变电流通过线圈时，由于电流时刻在变化，线圈 中产生自感电动势，自感电动势阻碍电流的变化， 就形成了对交变电流的阻碍作用，因此，感抗的 实质是由线圈的自感现象引起的．直流电通过线圈 时，电流的大小、方向都不变，线圈中不产生自感 电动势，也就没有感抗． 特别提醒：当电容器与直流电源的两极相连接时， 接通的瞬间因电容器充电产生瞬时电流．充电完毕 后，电容器两极板间电压与电源两极间电压相等， 电路中没有电流．
【思路点拨】 当交变电流通过线圈时，线圈中就要产生 自感电动势，而自感电动势总是阻碍电流的变化，这种阻碍作 用与交变电流的频率有关，频率越高，阻碍作用越大．
由 u＝ 220 2sin100πt V， ω 100π 可得电源原来的频率为 f＝ ＝ Hz＝ 50 2π 2π 【解析】 Hz. 当电源频率由原来的 50 Hz 增为 100 Hz 时， 线圈的感抗增大；在电压不变的情况下，电路中的 电流减小， 选项 A 错误． 灯泡的电阻 R 是一定的． 电 流减小时，实际消耗的电功率 P＝ I2R 减小，灯泡 变暗，选项 C 正确， D 错误．
例2
【精讲精析】 首先要明确最大值为 2U 的正弦 交变电压， 其有效值与电压恒为 U 的直流电相同， 在灯泡中会产生相同的热效应．但更要注意电感 对交流电的阻碍作用，对直流电没有阻碍作用， 所以在加载交流电的乙图中灯泡 L2 所加载的电 压比甲图小，功率也小，所以 L1 比 L2 亮．
电感和电容电路的综合分析
例1 如图甲、乙所示的两个电路都是从左端输入
信号，从右端输出信号．甲图输入端输入的是高 频、低频混合的交流信号，要求只输出低频信号； 乙图 输入端输 入的是直流 和低频交流 的混合信 号，要求只输出低频交流信号．那么 C1、C2 中哪 个该用大电容？哪个该用小电容？
【精讲精析】 电容器的作用是“通交流、阻直流， 通高频、阻低频”，由容抗的决定因素可看出：甲 图中的C1必须电容小些，才能使高频交流顺利通过， 而低频交流不易通过，这种电容器叫高频旁路电容 器．乙图中的C2一般电容大些，使低频交流电很容易 通过，只有直流成分从电阻上通过，这种电容器叫 隔直电容器． 【方法总结】 只有熟记电容器在电路中的作用， 理解影响容抗的相关因素，特别是频率的影响
第3节 电感和电容器在交流电路中 的影响
课标定位 学习目标：1.了解电容器在电路中起隔断直流、导 通交变电流的作用，定性了解电容器对交变电流有 阻碍作用，知道影响容抗大小的因素． 2 ．了解电感器在电路中对直流有导通作用，能通 过交变电流，定性了解电感对交流有阻碍作用，知 道影响感抗大小的因素． 3 ．简单了解电感器和电容器在电子技术中的应 用． 重点难点：1.交变电流“通过”电容器的原理． 2．影响容抗、感抗大小的因素．
2πfL 3．感抗公式：XL＝_________.
五、电感在交变电流中的应用 两种扼流圈 L (1)低频扼流圈： R1 构造：线圈绕在铁心上，匝数多 R2 ——自感系数大，感抗大 作用：“通直流、阻交流” (2)高频扼流圈： 构造：线圈绕在铁氧体上，匝数少 R2两端直流电压与 R1两端大约相等， ——自感系数小，感抗小 交流电压比R1两端 小得多 作用：“通低频，阻高频” 电感对交变电流的阻碍作用
解析：频率变大，电容器容抗减小，又因电源电压不 变，故 a 灯变亮；频率变大，电感线圈的感抗变大， 又电源电压不变，故 b 灯变暗；频率的变化对电阻无 影响，故 c 灯亮度不变．电源电压不变指电压有效值 不变，当频率变大时，容抗变小，感抗变大，电阻阻 值不变．
课堂互动讲练
电容器对交变电流的阻碍作用
即时应用 1．直流电源的电压与交流电源电压的有效值相 同，自感线圈的直流电阻不计，则灯泡发光最亮 的图是 ( D )
解析：选D.电容C、电感L都对交流电有阻碍作用，
故 A、 B 两图中灯不是最亮的； C图中灯被短路，不
亮；D图中电容C有隔直流作用．所以D中灯泡最
亮．
二、电阻、感抗、容抗的区别
电阻 定向移动 的自由电 产生阻碍 荷与不动 的原因 的离子间 的碰撞 对直流、 在电路中 交流均有 的作用 相同的阻 碍作用 电感器 由于电感器 的自感现象 阻碍电流的 变化 电容器 电容器两极板上聚 集的电荷对向相应 方向移动的电荷的 反抗作用
~
通直流、阻交流，通低频、阻高频
思考感悟 2．直流电与交流电哪个更容易通过电感线圈？低频
交流电与高频交流电哪个更容易通过电感线圈？
提示：电感线圈对交流电有阻碍作用，对直流电没
有阻碍作用，频率越高，阻碍作用越强．
电容器对交流电的导通作用
观察实验
现 象
通入直流电，灯泡不亮， 接入交流电，灯泡亮了
(2)电容器在电路中的常见作用： ①隔直电容器——隔直流、通交流。 ②高频旁路电容器——阻低频、通高频。
(3)电感对交变电流的阻碍作用称为感抗，线圈的自
感系数越大，交变电流的频率越高，感抗越大。 (4)常见电感器： ①低频扼流圈——阻交流、通直流。 ②高频扼流圈——阻高频、通低频。
练习
在图 3－ 3－ 5 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 ＝ 220 2sin100πt V．若保持电压的有效值 不变，只将电源频率改为 100 Hz，下列 说法正确的有( BC ) 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
电感器对交变电流的阻碍作用
• 演示实验1
现 象
接直流的亮些，接交流的暗些.
实验结论：电感器有“通直流，阻交流”的作用。
四、电感器对交流电的阻碍作用
实验表明：
阻碍 作用，此作 1．电感器对交流电有 ________ 用称为感抗． 大 ，交 2 ．线圈的电感 ( 即自感系数 L) 越 _____ 高 ，感抗XL越大． 流电的频率越_______
如图所示是电视机电源部分的滤波装置，当 输入端输入含有直流成分、 交流低频成分的电流后， 能在输出端得到较稳定的直流电，试分析其工作原 理及各电容和电感的作用．
例3
【思路点拨】 解答本题时可按以下思路分析： 电容器 C1 电感线圈 电容器 C2 → → 的作用 L的作用 的作用 【自主解答】 当含有多种成分的电流输入到 C1两端 时，由于C1具有“通交流、隔直流”的功能，电流中 的交流成分被衰减；而线圈 L 有“通直流、阻交流” 的功能，直流成分电流顺利通过 L ，一小部分交流通 过L；到达C2两端时，由于C2具有“通交流、隔直流” 的功能，C2进一步滤除电流中残余的交流成分，这样 在输出端得到较稳定的直流电．
【方法总结】
交流电路的分析跟直流电路的分
析有很多相似的地方，但是由于电感、电容等电
路元件自身的特点，而造成在分析电路时的不同，
要特别注意这些元件的特性．
归纳总结
(1)当交流电“通过”电容器时，电容器不断充、放 电，使电容器两极形成跟原电压相反的电压，从而阻碍电
流形成容抗。频率越高，电容越大，容抗越小。