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》 讲义

《电感和电容对交变电流的影响》讲义在我们的电学世界中,交变电流扮演着十分重要的角色。
而电感和电容这两个电学元件,对交变电流有着显著的影响。
接下来,让我们深入探讨一下它们是如何发挥作用的。
一、电感对交变电流的影响电感是一个能够储存磁场能量的元件。
当交流电流通过电感时,电流的变化会引起电感内部磁场的变化,从而产生自感电动势,这个自感电动势会阻碍电流的变化。
对于纯电感电路,电压和电流之间存在着相位差。
电流滞后于电压90 度。
这意味着当电压达到最大值时,电流为零;而当电流达到最大值时,电压为零。
电感对交变电流的阻碍作用被称为感抗。
感抗的大小与电感的自感系数 L 和交流电流的频率 f 有关,其关系式为 XL =2πfL 。
从这个式子可以看出,频率越高,感抗越大;电感越大,感抗也越大。
在实际应用中,电感常用于滤波电路。
例如,在电源电路中,为了去除高频干扰信号,常常会使用电感与电容组成的 LC 滤波电路。
电感能够阻止高频电流通过,从而使输出的电流更加平稳。
此外,电感还广泛应用于变压器中。
变压器通过不同匝数的线圈产生不同的电感,从而实现电压的变换。
二、电容对交变电流的影响电容是一个能够储存电场能量的元件。
在电容两端加上交变电压时,电容器会不断地充电和放电,从而形成交变电流。
对于纯电容电路,电压滞后于电流 90 度。
这与纯电感电路正好相反。
电容对交变电流的阻碍作用被称为容抗。
容抗的大小与电容的电容值 C 和交流电流的频率 f 有关,其关系式为 XC = 1 /(2πfC) 。
从这个式子可以看出,频率越高,容抗越小;电容越大,容抗越小。
电容在电路中的应用也非常广泛。
例如,在耦合电路中,电容可以传递交流信号,同时隔断直流信号。
在旁路电路中,电容可以为高频信号提供一条低阻抗通路,从而减少对其他部分电路的影响。
三、电感和电容的综合影响在实际的电路中,常常会同时存在电感和电容。
当电感和电容串联时,总电抗为感抗和容抗之差;当电感和电容并联时,总电抗的倒数为感抗的倒数和容抗的倒数之和。
《电感和电容对交变电流的影响》 讲义

《电感和电容对交变电流的影响》讲义一、引言在电学领域中,交变电流是一种常见且重要的电流形式。
而电感和电容这两个电学元件,对交变电流的特性有着显著的影响。
理解它们的作用,对于我们深入掌握电学知识以及在实际电路设计和应用中具有关键意义。
二、电感对交变电流的影响电感是一种能够储存磁场能量的元件。
当交变电流通过电感时,会产生一系列有趣的现象。
首先,电感对电流的变化有阻碍作用。
这是因为当电流发生变化时,电感内部的磁场也随之变化,从而产生一个感应电动势,这个感应电动势的方向总是阻碍电流的变化。
形象地说,电感就像是一个“惯性元件”,它不希望电流变化得太快。
电感的这种阻碍作用,我们用感抗来表示。
感抗的大小与交变电流的频率以及电感的自感系数有关。
频率越高,电感的感抗越大;自感系数越大,感抗也越大。
在实际应用中,电感常用于滤波电路。
例如,在电源电路中,通过串联一个适当大小的电感,可以过滤掉高频的噪声信号,使得输出的电流更加稳定。
另外,电感还可以用于储能和延迟电路。
在一些需要短时间内提供大电流的场合,电感可以先储存能量,然后在需要时释放出来。
三、电容对交变电流的影响电容则是一种能够储存电场能量的元件。
当交变电流通过电容时,也会表现出独特的特性。
电容对电流的阻碍作用称为容抗。
容抗的大小与交变电流的频率和电容的电容值有关。
频率越高,容抗越小;电容值越大,容抗越小。
这是因为当频率较高时,电容在单位时间内充电和放电的次数增加,电流更容易通过电容。
而电容值越大,能够储存的电荷量就越多,对电流的阻碍也就越小。
在电路中,电容常用于耦合、旁路和滤波等方面。
例如,在音频放大电路中,电容可以用来耦合不同级之间的信号,同时隔离直流成分。
四、电感和电容的综合作用在实际的电路中,常常会同时存在电感和电容。
它们的综合作用会使得电路的特性更加复杂和多样化。
当电感和电容串联时,会出现谐振现象。
在谐振频率处,电路的阻抗最小,电流达到最大值。
这种特性在无线电通信等领域有着广泛的应用。
电感和电容对交变电流的影响1

1、电感对交变电流的阻碍作用: (1)原因:电感线圈通入交变电流时,由 于自感现象产生自感电动势对原电流形成阻 碍作用。 (2)感抗:电感对交变电流阻碍作用的大 小,用感抗来表示。线圈的自感系数越大 (内因),交变电流的频率越高(外因), 电感线圈的感抗就越大。 XL=2πfL
例2、如图示,平行板电容器与灯泡串联,接在交 流电源上灯泡正常发光,则( ) A、把电介质插入电容器,灯泡一定变亮 B、把电容器两极板间距离增大,灯泡一定变亮 C、使电容器两极板间正对面积减小,灯泡一定变 暗 D、使交流电频率增加,灯泡变暗
例3、关于低频扼流圈和高频扼流圈的阻碍 作用的说法,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
(3)两种电感线圈:低频扼流圈和高频扼 流圈。 想一想:低频扼流圈的感抗很大,它对频率 交流就有阻碍作用,那么它对高频交流有阻 碍作用吗?高频扼流圈对低频交流有阻碍作 用还是对高频电流有阻碍作用呢? (4)应用:日光灯里的镇流器。 2、电容对交变电流的阻碍作用: (1)交变电流能够通过电容器。 想一想:交变电流通过电容器,真的有自由 电荷通过电容器的绝缘介质吗?
(2)电容对交变电流的阻碍作用 原因:电容器在交变电流变化过程中,两极 板上形成了与电源极性相反的电压,导致对 交变电源所产生的阻碍作用。 容抗:电容对交变电流阻碍作用的大小,用 容抗表示。电容器的电容越大(内因),交 流的频率越高(外因),电容的容抗也就越 小。 XC=1/2πfC
3、电感和电容对交变电流的阻碍作用特点: 电感是“通直流、阻交流,通低频、阻高频” 电容是“通交流、隔直流,通高频、阻低频” [例题分析]: 例1、根据下列电子线路图,分别说明电容 在线路中的作用。
电感和电容对交变电流的影响

电感电容
[例2] 如下图所示,白炽灯和电容器串联后接在交流电源的两端,当交流电 源的频率增大时( D )
一、电感线圈对电流的阻碍作用
现象:
接直流:灯泡亮些
接交流:灯泡变暗
一、电感线圈对交流的阻碍作用
1.感抗(XL): XL 2fL L
单位:欧(Ω)
L越大、f越高,XL越大
2.扼流圈
构造: 铁芯,匝数多 L大 ⑴低频扼流圈 作用:通直流,阻交流 构造:铁氧体芯,匝数少 L小 ⑵高频扼流圈 作用: 通低频,阻高频
交变电流能够“通过”电容器的本质?
电容器通过充电和放电电路中就有了电 流,表现为交流通过了电路。
现象2:
灯泡直接接在交流电源上, 看到灯泡比有电容时更亮. 换一个电容大的灯变亮
电容器对交流电路存在阻碍作用,且 电容越大、阻碍作用越小。
二、电容对电流的阻碍作用
通交流 ,隔直流 1.特性: 通高频 ,阻低频
[例3] 如下图所示,从AO输入的信号中,有直流电和交流电两种成分. (1)现在要求信号到达BO两端只有交流电,没有直流电,需 要在AB端接一个什么元件?该元件的作用是什么? (2)若要求信号到达BO端只有直流电,而没有交流电,则应 在AB端接入一个什么元件?该元件的作用是什么?
应用3—1 在下图所示的电路中,a、b两端连接的交 流电源既含高频交流,又含低频交流;L是一个25mH 的高频扼流圈,C是一个100 pF的电容器,R是负载 电阻,下列说法中正确的是( ACD ) A.L的作用是“通低频,阻高频” B.C的作用是“通交流,隔直流” C.C的作用是“通高频,阻低频” D.通过R的电流中,低频电流所占的百分比远远大于高 频交流所占的百分比
电感和电容对交变电流的影响

二、电容对交变电流的阻碍作用 -+ C
S
交流电能够通过电容器
1、容抗: 反映电容对交变电流阻碍作用的大小
2、容抗的影响因素: 电容器的电容、交变电流的频率 电容越大、频率越高, 容抗越小
3、特性: 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?
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
直流 -+
L
S
直流电压=交流电
交流 压的有效值 电感对交变电流的阻碍作用
1、感抗: 反映电感对交变电流阻碍作用的大小
2、感抗的影响因素: 线圈的自感系数、交变电流的频率 自感系数越大、频率越高, 感抗越大
3、特性: 通直流、阻交流; 通低频、阻高频
4、应用:
扼流圈
线圈绕在铁心上, 匝数多,感抗大
通直流、阻交流
线圈绕在铁氧体上, 匝数少,感抗小
通直流,通低频, 阻高频
思考:
L R1
R2
R2两端的交流电压比R1小 得多,为什么?
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
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
电容: 通交流、隔直流 通高频、阻低频
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.
电感和电容对变电流的影响

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:
通交流,隔直流 通高频,阻低频
隔直电容器(C大) 高频旁路电容器(C小)
课堂练习 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 )
匝数少,感抗小
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: 反映电容对交流的阻碍作用 2、影响容抗大小的因素
电容越大、交流的频率越高,容抗越小 3、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
小结: 电感对交变电流的作用:
一、电感对交变电流的阻碍作用
电感对直流电没有对交流电却有阻碍作用 1、感抗: 反映电感对交变电流阻碍作用的大小
2、影响感抗大的因素
自感系数越大、交流的频率越高,线圈的感抗越大
3、特性:
通直流、阻交流,通低频、阻高频。
4、应用:
构造
作用
低频扼流圈 线圈绕在铁心上, 通直流、阻交流
匝数多,感抗大
高频扼流圈 线圈绕在铁氧体上, 通低频,阻高频
镇流器 自感系数较大的线圈
镇流器结构和作用:
启动时提供瞬时高压 正常工作时降压限流
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
课堂练习 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
《电感和电容对交变电流的影响》 讲义

《电感和电容对交变电流的影响》讲义一、引言在电学的世界里,交变电流是一种常见且重要的电流形式。
而电感和电容作为电路中的重要元件,它们对交变电流有着显著的影响。
理解电感和电容对交变电流的作用,对于深入掌握电路的特性和功能至关重要。
二、电感对交变电流的影响电感是一种能够储存磁场能量的元件。
当交变电流通过电感时,会产生自感电动势,这一电动势会阻碍电流的变化。
1、感抗电感对交变电流的阻碍作用称为感抗。
感抗的大小与电感的自感系数(L)和交变电流的频率(f)有关,其关系式为 XL =2πfL。
这意味着,电感的自感系数越大,交变电流的频率越高,感抗就越大,电感对交变电流的阻碍作用也就越强。
例如,在高频交流电路中,电感的感抗较大,电流难以通过;而在低频交流电路中,感抗较小,电流相对容易通过。
2、电流变化由于电感的存在,交变电流通过电感时,电流的变化会相对平缓。
当电流增大时,电感会产生反向电动势阻碍电流增大;当电流减小时,电感产生的电动势会维持电流,使其减小得较为缓慢。
这一特性在许多电子设备中得到应用。
比如,在滤波电路中,电感可以平滑电流的波动,减少噪声和干扰。
3、能量储存与释放当交变电流通过电感时,电能会转化为磁场能储存起来。
当电流减小时,储存的磁场能又会转化为电能释放回电路。
三、电容对交变电流的影响电容是一种能够储存电场能量的元件。
与电感不同,电容对交变电流的阻碍作用称为容抗。
1、容抗容抗的大小与电容的电容值(C)和交变电流的频率(f)有关,其关系式为 XC = 1 /(2πfC)。
电容值越大,容抗越小;交变电流的频率越高,容抗越小。
在高频交流电路中,电容的容抗较小,电流容易通过;在低频交流电路中,容抗较大,电流较难通过。
2、电流变化电容对交变电流的影响表现为电流可以“通过”电容。
当交流电压变化时,电容会不断地充电和放电,从而形成电流。
例如,在音频放大器中,电容可以耦合交流信号,让有用的信号通过,同时隔离直流成分。
物理教案-电感和电容对交变电流的影响

物理教案-电感和电容对交变电流的影响一、教学目标1、知识与技能理解电感对交变电流的阻碍作用及影响电感阻碍作用大小的因素。
理解电容对交变电流的阻碍作用及影响电容阻碍作用大小的因素。
能够运用电感和电容对交变电流的影响解决实际问题。
2、过程与方法通过实验观察和分析,培养学生的观察能力、分析能力和逻辑思维能力。
通过理论推导和数学计算,培养学生的理论探究能力和数学应用能力。
3、情感态度与价值观让学生体会物理知识与实际生活的紧密联系,激发学生学习物理的兴趣。
培养学生的科学态度和创新精神,提高学生的科学素养。
二、教学重难点1、教学重点电感和电容对交变电流的阻碍作用。
影响电感和电容阻碍作用大小的因素。
2、教学难点电感和电容对交变电流阻碍作用的本质。
运用电感和电容的知识解决实际问题。
三、教学方法讲授法、实验法、讨论法、探究法四、教学过程(一)导入新课通过展示生活中常见的交流电路,如家庭电路、工厂电路等,引导学生思考在交流电路中,电流和电压的大小和方向是不断变化的,那么电路中的元件对交变电流会有怎样的影响呢?从而引出本节课的主题——电感和电容对交变电流的影响。
(二)新课讲授1、电感对交变电流的影响实验探究(1)实验器材:交流电源、灯泡、电感线圈、开关、导线等。
(2)实验步骤:将灯泡与电感线圈串联接入交流电路中,闭合开关,观察灯泡的亮度;改变交流电源的频率,再次观察灯泡的亮度;改变电感线圈的匝数,观察灯泡的亮度。
(3)实验现象:当接入电感线圈后,灯泡变暗;交流电源的频率越高,灯泡越暗;电感线圈的匝数越多,灯泡越暗。
理论分析(1)电感对交变电流的阻碍作用称为感抗,用符号 XL 表示,单位是欧姆(Ω)。
(2)感抗的大小与交变电流的频率和电感线圈的自感系数有关,频率越高,感抗越大;自感系数越大,感抗越大。
其数学表达式为 XL =2πfL,其中 f 是交变电流的频率,L 是电感线圈的自感系数。
应用实例(1)在交流电路中,电感常用于滤波、扼流等。
5.3电感和电容对交变电流的影响(刘玉兵)

课 堂 二、交变电流能够通过电容器 小 通过实验可以看到交变电流能够通过电容器, 通过实验可以看到交变电流能够通过电容器, 其实 结
自由电荷并未通过两极板间的绝缘介质, 自由电荷并未通过两极板间的绝缘介质, 只是在交 流电压的作用下,电容器交替进行_____和放电 , 流电压的作用下 , 电容器交替进行充电 和 _____, 电路中就有了电流. 电路中就有了电流.
电容器对交变电流的阻碍作用
1、容抗:表示电容器对交变电流的阻碍作用的大小。 容抗:表示电容器对交变电流的阻碍作用的大小。 2、容抗的大小
XC
1 = 2 π fC
电容越小、交流的频率越低,容抗越大。 电容越小、交流的频率越低,容抗越大。 3、特性:通交流、隔直流;通高频、阻低频 。 特性:通交流、隔直流;通高频、
随 堂 练 习
如图所示, 2. 如图所示 , 白炽灯和电容器串联后接在交变电源 的两端,当交流电源的频率增加时( AD ) 的两端,当交流电源的频率增加时( 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
RJWLXX3-20503(电感和电容对交变电流的影响)

练习
在下图的电路中,D1、D2是两个完全相同的灯 泡。请分析把开关连接到A端和B端时,两个灯泡的 发光情况。
开关接通A端后,D1亮,D2灯丝处只有一个暗 淡的亮点,开关接通B端时,感器对交流电有阻碍 作用。交流电的频率越高,阻碍作用越明显
2、直流电不能通过电容器,交流电能通过电容器。 交流电的频率越低,电流的通过能力也越低
由上面的实验可以看出,交流实际上没有通过电 容器。而是由于电路中的电流的大小和正负在不断地 变化,电容器交替地进行充电和放电,电路中就有了 电流,表现为交流“通过”了电容器
电容器对交变电流的阻碍作用
实验中,如果把电容器从电路中取下来,使灯泡 直接与交流电源相连,灯泡会亮很多,这说明电容器 对交流也有阻碍作用 电容对交流的阻碍作用的大小用容抗表示。理论 和实验都表明,电容器的电容越大,交流的频率越高 电容器对交流的阻碍作用就越小。也就是说,电容器 的容抗就越小。
使用220V交流电源的电器设备和电子仪器,金属 外壳与电源之间都有较好的绝缘。但是,有时候用手 触摸金属外壳时仍会感到“麻手”,用试电笔测时氖管 也会发光,这是为什么?
原来,与电源相连的机芯与金属外壳可以看做电 容器的两个极板。电源中的交变电流能够“通过”这个 “电容器”,虽然这一点“漏电”不会造成人身伤害,但 是为了确保安全,电器设备和电子仪器的外壳都应该 接地
学习目标
1、知道什么是电感,什么是电容
2、知道电感对交变电流的影响
3、知道电容对交变电流的影响
电感器
先了解几种电感器
电感器
电感器——由导线绕成的各种形状的线圈 作用——能把外部电路的电能储存在电感器内部的 磁场中 在电路中,电感器用字母“L”及电路符号“ 电感器在电路中对电流有什么作用呢?
第5章-3电感和电容对交变电流的影响

教 学 方 案 设 计
(1)实验探究(如图 5- 3- 1 所示 ) ①实验电路:
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学 菜 单
图 5- 3-1
课 时 作 业
新课标 ·物理 选修3-2
教 学 教 法 分 析 课 堂 互 动 探 究
②实验条件: 直流电源电压与交流电源电压 有效值 相等.
课 时 作 业
新课标 ·物理 选修3-2
教 学 教 法 分 析
3.探究交流 将一灯泡直接接到电源上和将灯泡与一阻值很小的线圈 串联后接到相同的直流电源上,接通电源后灯泡的亮度变化
课 堂 互 动 探 究
教 学 方 案 设 计
有何不同?试分析产生这种现象的原因.
【提示】 看到的现象是与线圈串联的灯泡逐渐亮起来, 最后稳定时亮度基本相同,原因是接通电源,电流增大的过 程中,线圈对电流产生了阻碍作用.
教 学 方 案 设 计
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学 菜 单
课 时 作 业
新课标 ·物理 选修3-2
教 学 教 法 分 析 课 堂 互 动 探 究
教 学 方 案 设 计
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学 菜 单
课 时 作 业
新课标 ·物理 选修3-2
教 学 教 法 分 析 课 堂 互 动 探 究
下列说法正确的是 (
)
A.电流表示数增大 B.电压表示数增大
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学
C.灯泡变暗 D.灯泡变亮
图 5- 3- 3
课 时 作 业
菜
单
新课标 ·物理 选修3-2
教 学 教 法 分 析 课 堂 互 动 探 究
电感和电容对交变电流的影响

第三节电感和电容对交变电流的影响白景曦(西北师范大学第一附属中学甘肃兰州 730070)摘要在直流电路中,影响电流跟电压关系的因素只有电阻。
在交流电路中,影响电流跟电压关系的因素除了电阻外,还有电感和电容。
电感和电容对交变电流的阻碍规律概括.................为:电感,通直流,阻交流;通低频,阻高频。
电容,通交流,隔直流;通高频,阻低......................................频。
..关键词:电感感抗电容容抗引言如图所示,电路中的电流与电压的关系与哪些因素有关?分析:根据闭合电路欧姆定律,电路中电流与电压的关系只与电路中的总电阻有关。
如果把电源换成交变电源,电阻换成线圈或电容,电流和电压的关系又与哪些因素有关呢?本节课我们通过实验来研究这个问题。
课题:电感和电容对交变电流的影响新课教学:实验:看录像,电感对交变电流有阻碍作用。
电路图:线圈和灯泡串联现象:直流,灯泡亮;交流,灯泡暗。
结论:电感对交变电流有阻碍作用。
一、电感对交变电流的阻碍作用提出问题:电感对交变电流的阻碍作用与哪些因素有关呢?猜想:与线圈的自感系数和交变电流的频率有关。
分析:因为交变电流通过电感,由于自感会产生阻碍电流变化的自感电动势,自感电动势I E L t ∆=∆,L 越大,自感电动势越大,阻碍作用越大;I t∆∆越大,自感电动势越大,阻碍作用越大,所以电感对交变电流的阻碍作用,可能与线圈的自感系数和交变电流的频率有关。
实验设计:探究影响感抗的因素。
改变线圈的自感系数,拔出铁芯,插入铁芯,观察灯泡的亮度变化;改变交变电流的频率,观察灯泡的亮度变化。
现象:线圈的自感系数越大,阻碍作用越大;交变电流的频率越高,阻碍作用也越大。
结论:线圈的自感系数越大,交变电流的频率越高,线圈对交变电流的阻碍作用越大。
1.感抗:描述线圈对交变电流的阻碍作用大小的物理量。
理论研究发现,2L Z fL π=2.应用:提出问题:如果要将直流信号与低频交流信号分开,需要设计什么样的线圈和电路?如果要将低频信号与高频信号分开,需要设计什么样的线圈和电路呢?(1)低频扼流圈设计,自感系数很大,几十亨,匝数多,几千甚至超过一万匝,有闭合铁芯;(2)高频扼流圈设计,自感系数较小,几十毫亨,匝数少,几百匝,无铁芯或铁芯为铁氧体。
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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__ 。
17.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。
18.如图所示的电路中,当a、b端加直流电压时,L1灯发光,L2灯不亮,当加同样电压的交流电源时,L1发光但较暗,L2灯发光较亮,则以下各项正确的是( )A.A中接的是电感线圈,B中接的是电容器B.A中接的是电容器,B中接的是电感线圈C.A中是电阻,B中接的是电容器D.若加的交流电频率增大,电压不变,则L1灯变得更暗L2灯变得更亮19.有一电阻极小的导线绕制成线圈接在交流电上,如果电源电压峰值保持不变,比较下面哪种情况,通过线圈的电流最小A.所加电源频率为50 HzB.所加电源频率为100 HzC.所加电源频率为50 Hz,减少线圈匝数D.在线圈中加入铁芯,所加电源频率为100 Hz20.有两个电容分别为C1=5 μF,C2=3 μF的两电容器,分别加在峰值一定的交流电源上,比较下列哪种情况通过电容器的电流最大A.在C1上加f=50 Hz的交变电流B.在C2上加f=50 Hz的交变电流C.在C1上加f=60 Hz的交变电流D.在C2上加f=60 Hz的交变电流答案1. 【解析】线圈和灯泡是串联的,当铁插进线圈后,电感线圈的自感系数增大,所以电感器对交变电流阻碍作用增大,因此电路中的电流变小,则灯变暗。
【答案】B2.【解析】把电介质插入电容器,电容增大,电容器对交变电流阻碍作用变小,所以灯泡变亮,故A正确。
增大电容器两极板间的距离,电容变小,电容器对交变电流阻碍作用变大,所以灯泡变暗故B错。
减小电容器两极板间的正对面积,电容变小灯泡变暗正确,故C正确。
交变电流频率减小,电容器对交变电流阻碍作用增大,灯泡变暗,故D正确。
【答案】ACD3.【解析】交流电频率增大,电阻R对电流的阻碍作用不变所以A1表读数不变。
频率增大,电感线圈对交变电流阻碍作用增大,对电流的阻碍作用变大,所以电流变小,A2表读数变小。
频率增大,电容器对交变电流阻碍作用变小,对电流的阻碍作用变小,所以电流变大,A3表读数变大故答案为D。
【答案】D4. C D5.【答案】C6. 答案 B7.【答案】C8.【答案】C9.【答案】AD10.【答案】BC11.【答案】BD12.【答案】ABC13.【答案】B14.【答案】D15.【答案】大于16.【答案】电感线圈 电容器17.【解析】当含有多种成分的电流输入到C1两端,由于C1的“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的“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.这个直流电供电视机内芯正常工作。
18.B D19.D20.C。