电感和电容对交变电流的影响 课件
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5-3电感和电容对交变电流的影响
(2010·哈师大附中高二检测)如图所示， 在电路两端加上正弦交流电，保持电压有 效值不变，使频率增大，发现各灯的亮暗 情况是：灯1变亮，灯2变暗，灯3不变， 则M、N、L中所接元件可能是 ( )
A．M为电阻，N为电容器，L为电感线圈 B．M为电感线圈，N为电容器，L为电阻 C．M为电容器，N为电感线圈，L为电阻 D．M为电阻，N为电感线圈，L为电容器 答案：C 解析：当交变电流的频率增大时，线圈的 感抗变大，电容器的容抗变小，由灯1变 亮，灯2变暗可知M为电容器，N为电感线 圈，而电阻与交变电流的频率无关，故L 为电阻，C正确．
A．使发电机F的转速增加 B．使发电机F的转速减小 C．在平行板电容器间换用介电常数较小
解析：本题考查电容对交变电流的阻碍作 用．本题的关键是理解容抗与交变电流的 频率和电容器的电容都成反比．当发电机 转速增加时，交变电流的频率增大，容抗 减小，电流表A的读数增大，A项正确，B 项错误；在平行板电容器间换用介电常数 较小的电介质时，电容器的电容减小，使 电容器两极板间距离增大时电容也减小， 当电容减小时，容抗增大，对交变电流的 阻碍作用增大，电流表A示数减小，C、D 两项错误，故正确答案为A. 答案：A
※ ※ ※ ※
了解电感和电容对交变电流的影 响 了解感抗与哪些因素有关 知道交流电能“通过”电容器 了解容抗与哪些因素有关
在直流电路中，灯泡和电容器串联，灯泡 不会亮；在交流电路中，灯泡和电容器串 联(如图所示)，灯泡会亮吗？
1．实验表明，电感对交变电流有阻碍作 用 电感对交变电流阻碍作用的大小用感抗表 示．线圈的__________越大，交变电流的 ____越高，阻碍作用越大，感抗也越大． 低频扼流圈的自感系数很大，它有 “__________”的作用；高频扼流圈的自 感系数较小，它有“______________”的 作用．
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
人教新课标高中物理选修3-2 5.3电感和电容对交变电流的影响课件(49张ppt)
• 一、电感对交变电流的阻碍作用的成因分析 • 1．电感对交变电流的阻碍作用的成因 • 通过线圈的电流大小和方向变化，都会引起通 过线圈的磁通量发生变化，从而产生感应电动 势，这种现象就是自感现象．根据楞次定律， 自感电动势所引起的感应电流总是要使它产生 的磁场阻碍线圈内原有磁场的变化，所以自感 电动势对线圈中电流的变化有阻碍作用，这样 就形成了对交变电流的阻碍作用，电感对交变 电流阻碍作用的大小就称为感抗．
• 【针对训练】 3. 如图所示，把电阻、电感器、 电容器并联接到某一交流电源上，三个电流 表的示数相同．若保持电源电压不变，而将 频率加大，则三个电流表的示数I1、I2、I3的 大小关系怎样？
• 解析：在交流电路中，当频率增加时，容抗减 小，感抗增大，而电阻是与频率无关的，在电 路中电源的电动势最大值不变，所以当频率增 加时，A1读数不变，A2读数变小，A3读数变大， 所以I3＞I1＞I2. • 答案：见解析
• 误区：不会运用电感、电容对交变电流的阻碍 作用解决实际问题 • 【典型例题】 • 如图所示，“二分频”音箱内有两个不同口径 的扬声器，它们的固有频率分别处于高音、低 音频段，分别称为高音扬声器和低音扬声 器．音箱要将扩音器送来的含有不同频率的混 合音频电流按高、低频段分离出来，送往相应 的扬声器，以便使电流所携带的音频信息按原 比例还原成高、低频的机械振动．图为音箱的 电路简化图，高、低频混合电流由a、b端输入，
解析：由 μ＝220 2 sin 100 πt V，可得电源原来的频率为 ω 100π f＝ ＝ Hz＝50 Hz.当电源频率由原来的 50 Hz 增为 100 2π 2π 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．
《电感电容对交变电流的影响》课件
3. 测量数据
记录不同频率和幅度下的电压 和电流值，以及相位差。
实验设备
电源、电感器、电容器、电阻 器、示波器、信号发生器等。
2. 调整信号源
调整信号发生器的频率和幅度 ，观察示波器上的波形变化。
4. 分析数据
根据测量数据，分析电感和电 容对交流电的影响。
实验结果和结论
实验结果
通过实验观察和测量数据，可以得出 电感和电容对交流电的阻抗、能量传 递和相位偏移等效应的影响规律。
参数
交流电的主要参数有电压、电流、频 率、相位差等，这些参数决定了交流 电的性质和特点。
交流电的应用和优缺点
应用
交流电广泛应用于电力传输、电 机控制、照明、加热等领域。
优点
交流电的传输损耗较小，能够实现 远距离传输，且可以通过变压器进 行电压变换，方便满足不同设备的 需求。
缺点
交流电的电流方向和大小不断变化 ，难以控制，且在传输过程中容易 产生电磁干扰。
实验结论
电感和电容在电路中具有重要影响， 可以改变交流电的波形和参数，在实 际应用中需要根据电路需求合理选择 电感和电容的参数。
05
总结与思考
电感电容对交流电的影响总结
电感对交流电的阻碍作用
电感线圈会产生自感电动势，阻碍电流的变化，即对交流电有“ 扼流”作用。
电容对交流电的容纳作用
电容器在交流电的一个周期内的充电和放电过程不断进行，因此具 有容纳交流电的特性。
详细描述
当交流电源的正负极交替施加在电容器上时，电容器会进行 充电和放电。在充电过程中，电流从正极流向负极，而在放 电过程中，电流则从负极流向正极。这个过程使得电容器能 够储存电荷，从而影响交变电流的流动。
电容器对交变电流的滤波作用
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第五章 交变电流
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 1．实验探究
如图所示，把线圈L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．
实验现象：
电源为直流电源时灯亮些；电源为 交流流电源时灯暗些，增大线圈的自 感系数，灯泡更暗；增大交变电流的 频率，灯泡更暗．
B、作用：通低频，阻高频。 分析P38图5.3-3
二．电容器对交变电流的阻碍作用
1. 实验探究：
实验现象：
通入直流电，灯泡不亮；接入交流电时， 灯泡亮了，增大电容，增大交流的频率， 灯更亮。 实验结论： 电容器能通交流，隔直流； 电容器对交流有阻碍作用。
(3)、实验现象分析：——电容现为交流通过了电路。
P.39说一说
3.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 ） ）
实验结论： 电感器对交流电有阻碍作用。
2.感抗
（1）是表示电感器对交变电流阻碍作用 大小的物理量。 （2）影响感抗大小的因素 自感系数越大、交流的频率越高，线圈 的感抗越大。
（3）公式：
X L 2fL
（4）单位： 欧（Ω）。
3、电感器在电路中的作用：
“通直流、阻交流，通低频、阻高频。” 低频扼流圈和高频扼流圈 4、电感器的应用： （a）低频扼流圈： A、构造：线圈绕在铁心上，匝数多，感抗大 B、作用：“通直流、阻交流” 。 （b）高频扼流圈： A、构造：线圈绕在铁氧体上，匝数少，感抗小
4.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
2.容抗 （1）是表示电容器对交变电流阻碍作用的大小 物理量。 （2）影响容抗大小的因素 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。
（3）公式：
（4）单位：
1 XC 2fC
欧（Ω）。
3.电容器在电路中的作用： “通交流、隔直流，通高频、阻低频。”
1.如图所示电路中，三只电灯的亮度相同， 如果交流电的频率增大，三盏电灯的亮度 将如何改变？为什么？
灯L3
灯L1变暗
灯L2变亮
灯L3亮度不变
2.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，使绝大部分高频成分从C流过。
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 1．实验探究
如图所示，把线圈L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．
实验现象：
电源为直流电源时灯亮些；电源为 交流流电源时灯暗些，增大线圈的自 感系数，灯泡更暗；增大交变电流的 频率，灯泡更暗．
B、作用：通低频，阻高频。 分析P38图5.3-3
二．电容器对交变电流的阻碍作用
1. 实验探究：
实验现象：
通入直流电，灯泡不亮；接入交流电时， 灯泡亮了，增大电容，增大交流的频率， 灯更亮。 实验结论： 电容器能通交流，隔直流； 电容器对交流有阻碍作用。
(3)、实验现象分析：——电容现为交流通过了电路。
P.39说一说
3.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 ） ）
实验结论： 电感器对交流电有阻碍作用。
2.感抗
（1）是表示电感器对交变电流阻碍作用 大小的物理量。 （2）影响感抗大小的因素 自感系数越大、交流的频率越高，线圈 的感抗越大。
（3）公式：
X L 2fL
（4）单位： 欧（Ω）。
3、电感器在电路中的作用：
“通直流、阻交流，通低频、阻高频。” 低频扼流圈和高频扼流圈 4、电感器的应用： （a）低频扼流圈： A、构造：线圈绕在铁心上，匝数多，感抗大 B、作用：“通直流、阻交流” 。 （b）高频扼流圈： A、构造：线圈绕在铁氧体上，匝数少，感抗小
4.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
2.容抗 （1）是表示电容器对交变电流阻碍作用的大小 物理量。 （2）影响容抗大小的因素 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。
（3）公式：
（4）单位：
1 XC 2fC
欧（Ω）。
3.电容器在电路中的作用： “通交流、隔直流，通高频、阻低频。”
1.如图所示电路中，三只电灯的亮度相同， 如果交流电的频率增大，三盏电灯的亮度 将如何改变？为什么？
灯L3
灯L1变暗
灯L2变亮
灯L3亮度不变
2.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，使绝大部分高频成分从C流过。