人教版高二物理选修3-2第五章5.3--电感和电容对交变电流的影响(共24张PPT)

(共24张PPT)
（3）
（2）
课前思考
如果把下图所示的三种电压加在同一纯电阻R的两端，产生的效果是否相同？若把它们加在同一自感线圈或同一电容器的两端，又会如何呢？
（1）
§5.3
电感和电容对交变电流的影响
电感器对交变电流的阻碍作用
演示实验
实验现象：与直流电源相接，灯较亮；
与交流电源相接，灯较暗；若在线圈中加入铁芯，灯更暗；若增加交流电的频率，灯也更暗。
感
抗
1、实验结论：电感对交变电流有阻碍作用
2、感抗是描述电感对交变电流的阻碍作用大小的物理量，用字母XL表示，单位是欧(Ω)。
3、感抗的大小：
与线圈的自感系数L及交流电的频率f有关。
即：XL=2π?L
=ωL
L越大，f越高，XL越大
电感在生产科技中的应用
1、低频扼流圈：
2、高频扼流圈：
1）构造：线圈绕在闭合的铁芯上，匝数N为几千~几万，自感系数L为几十亨，且线圈的电阻较小。
2）作用：通直流，阻交流
1）构造：线圈绕在圆柱形的铁氧体芯上，匝数N为几百或几十，自感系数L为几个毫亨。
2）作用：通直流，通低频，
阻高频
电感在生产科技中的应用
思考与讨论
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？
低频扼流圈阻碍的是一切的交流电，故对高频交流电有显著的阻碍作用；而高频扼流圈阻碍的是高频交流电，故对低频交流电无阻碍作用。
低频扼流圈的应用
低频扼流圈的作用是通直流阻交流，所以R2两端的直流电压与R1两端大约相等，但交流电压比R1两端小很多。该电路中应选择自感L较大的线圈。
直流成分
交变电流能通过电感器
演示实验
实验结论：电容有阻直流，通交流的作用。
为什么电容有阻直流通交流的作用？
1、电容阻直流：是因为电容器的两个极板被绝缘介质隔开了，故只有在通电的瞬间有短暂电流。
2、电容通交流：实际上也并没有电荷通过电容器的两个极板间的绝缘介质，但当交流电压升高时，对电容充电，有充电电流，而当交流电压降低时，电容放电，有放电电流。
充电
放电
思考与讨论
I
I
I
I
实验现象：通交流时，灯会亮；但若将电容短接，灯更亮。
实验结论：电容对交变电流也有阻碍作用
演示实验
电容器对交变电流的阻碍作用
1、容抗是描述电容对交变电流的阻碍作用大小的物理量，用字母XC表示，单位是欧(Ω)。
2、容抗的大小：
与电容器的电容C及交流电的频率f有关。
C越大，f越高，XC越小
即：XC=
2π?C
1
=
ωC
1
3、电容的作用：
阻低频，通高频。
容
抗
课堂练习
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仍会感到“麻手”，用试电笔测试时，氖管发光，这是为什么？
这是因为与电源相连的机芯和金属外壳可以看作电容器的两个极板，电源中的交变电流能够通过这个“电容器”。故为了确保安全，电器设备和电子仪器的金属外壳都应接地。
电容在生产科技中的应用
~
1、耦合电容——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交流又有直流，为了只得到交流，在两级电路之间需串联一电容器，如图所示。
2、高频旁路电容器
在电子技术中，从某一装置输出的交流常常既有高频又有低频，为了只得到低频，在两级电路之间需并联一电容器，如图所示。
电容和电感的组合应用
1、如图所示，可以更好的滤去电路前级输的交流成分或高频成分，在后级输出直流成分。
2、如图所示，可以更好的滤去电路前级输的直流成分或低频成分，在后级输出高频成分。
由于低频扼流圈的作用是通直流阻交流，电容的作用是通交流阻直流，所以上述电路中通过R2的交流成分将进一步减小。该电路中应选择自感L较大的线圈和电容C较大的电容器。
电容和电感的组合应用
直流成分
1、如图所示电路中，当增大交流电源的频率时，电压表和电流表的示数如何变化？电灯的亮度又将如何改变？
电流表示数变小
灯亮度变暗
电压表示数变大
课堂练习
2、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L1变暗
灯L2变亮
灯L3亮度不变
课堂练习
课本P·40·练习（1）
3、如图所示，电路中的电容器的作用是_________________，为了使____(填：交流或直流)成分都能顺利地通过，容抗必须______(填：较大或较小)，故应该选用电容_______(填：较大或较小)的电容器。
课堂练习
通交流，阻直流
交流
较小
较大
4、如图所示，电容器并联在电路中，它在什么情况下采用？应该怎样选用电容器？
课堂练习
1）前级输出电流中含高频和低频两种交流成分时，电容器的作用是通高频阻低频，对高频电流起旁路作用，而使低频电流从后级输出，这时需选取电容较小的电容器；
2）前级输出电流中含直流和交流两种成分时，电容器的作用是通交流阻直流，起滤去交流成分的作用，而使直流从后级输出，这时需选取电容较大的电容器；
课外小研究
1、根据所学知识，设计一个将交流电转换为恒定电流的充电器。
2、回家打开半导体收音机的后盖，观察哪些是电感，哪些是电容？并想一想它们的作用。