5.3 电容和电感对交变电流的影响（共27张ppt）

(共27张PPT)
3、最大值（峰值）：
Em
Um
Ｉm
　
4、瞬时值：
u
i
e
1、周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间。
2、频率：一秒内完成周期性变化的次数。
5、有效值：
E
U
I
（1）
根据电流的热效应来规定，
（2）正弦交流电的有效值与最大值的关系：
复习回顾
5.3电容和电感对交变电流的影响
如图所示：电阻R分别接到电压相同的交、直流电源上，观察两次灯的亮度，说明了什么道理？
R
S
E
R
S
u
说明电阻对交流和直流的阻碍作用相同。
现象：灯的亮度相同。
问题：
直流电源电动势与交变电源电动势有效值相等，内阻相同。灯泡和电感均相同。接交流电和直流电，灯泡的亮度是否相同？接直流电时，有电感和无电感灯泡的亮度是否相同？
一、电感器对交变电流的阻碍作用
L
S
E
L
S
u
把带铁芯的线圈
L
与小灯泡串联起来，先把它们接到直流电源上，再把它们接到交流电源上，电压相同
。观察两种情况下灯泡的亮度。这个实验说明了什么？
现象：接直流的亮些，接交流的暗些。
L
S
E
L
S
u
结论：
电感对直流电没有阻碍作用（通直）
电感对交流电有阻碍作用（阻交）
L
S
E
接通电路，灯缓慢变亮，通电自感。
为什么电感线圈有通直流，阻交流的作用?
由于通过线圈的电流发生变化产生自感电动势，电动势对电流的变化产生阻碍作用，频率越高，电流变化越快，产生的自感电动势越大，阻碍作用越大，感抗也就越大。
一、电感器对交变电流的阻碍作用
1、电感对直流电没有阻碍作用，交流电有阻碍作用。
通直阻交
2、电感线圈对交流电的阻碍作用的大小用感抗表示。
3、影响感抗大小的因素
线圈的自感系数
L
交变电流的频率
f
线圈的自感系数越大，交变的频率越高，电感对交流的阻碍作用就越大，也就是感抗越大。
通低频、阻高频
线圈的自感系数越大，交流电的频率越高，电感对交流电的阻碍作用就越大，也就是说，线圈的感抗就越大。
通直流，阻交流。
通低频，阻高频。
电感特点
阻碍原因
电感有自感作用，自感电动势越大阻碍作用就越大
L
S
u
例、如图所示的电路中，正弦交流电源电压的有效值为220
V，则关于交流电压表的示数，以下说法中正确的是(　　)
A．等于220
V
B．大于220
V
C．小于220
V
D．等于零
电感线圈对交变电流产生感抗
“通直流、阻交流，通低频、阻高频”
——扼流圈
高频扼流圈
低频扼流圈
结构特点
作用
线圈绕在铁芯上,匝数多，感抗大
线圈绕在铁氧体上,匝数少，感抗小
通直流，阻交流
通直流，通低频，阻高频
请同学们分析：
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
电感器的应用
1、如图所示的电路中，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，交流电源的电压为
，
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
(
)
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
BC
L
V
A
R
2、如图所示实验电路中，若直流电压和交变电压的有效值相等，S为双刀双掷开关，下面叙述正确的是（
）
A.当S掷向a、b时灯较亮，掷向c、d时灯较暗
B.当S掷向a、b时灯较暗，掷向c、d时灯较亮
C.S掷向c、d，把电感线圈中的铁芯抽出时灯变亮
D.S掷向c、d，电源电压不变，而使频率减小时，灯变暗
AC
问题：
把小灯泡和电容器串联在电路中，分别接在交流电和直流电上，灯泡的亮度是否相同？接直流电时，有电容和无电容时灯泡的亮度是否相同？
二、电容器对交变电流的阻碍作用
C
S
E
C
S
u
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。
金属极板
绝缘物质(电介质)
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，对电容器充电，有充电电流，而当交流电压降低时，电容器放电，有放电电流。
充电
放电
I
I
I
I
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，对电容器充电，有充电电流，而当交流电压降低时，电容器放电，有放电电流。如此交替进行。
如图所示：把小灯泡与电容器串联起来，先把它们接到直流电源上，再把它们接到交流电源上。观察两种情况下灯泡的发光情况。这个实验说明了什么？
C
S
E
C
S
u
现象：直流电，灯泡不亮；交流电，灯泡亮了。
结论：
电容对直流电有阻碍作用（阻直）
电容对交流电没有阻碍作用（通交）
C
S
E
C
S
u
现
象
结
论
电容的特点
①接直流，灯泡不亮；接交流电，灯泡亮
②接交流电时，将电容器短路后，灯泡更亮
①交流电能“通过”电容器
②电容器对交流电存在阻碍作用
“通交流，隔直流”
交流电的频率f越高，即电流变化越快，电容C越大，电容对交流电的阻碍作用就越小，即容抗越小。
通交流，隔直流。
通高频，阻低频。
电容特点
阻碍原因
电容器两极板上累积的电荷对在这个方向上定向移动的电荷有反抗作用
C
S
u
作
用
结构特点
隔直电容
高频旁路电流
电容器串联在电路中
电容器并联在电路中
隔直流，通交流
通高频，阻低频
电容器的应用
电路图
3、如图所示，平行板电容器与灯泡串联后接在交变电源上，灯泡正常发光，则（
）
A.
将介质板插入电容器中，灯泡将变暗
B.
增大交变电流的频率，灯泡将变暗
C.
把电容器极板间距拉开一些，灯泡将变暗
D.
把电容器两极板错开一些，灯泡将变暗
CD
4、图中甲、乙两图是电子技术中的常用电路，a、b是各部分电路的输入端，其中输入的交流高频成分用“～～～”表示，交流低频成分用“～”表示，直流成分用“－”表示.关于两图中负载电阻R上得到的电流特征是（
）
A.图甲中R得到的是交流成分
B.图甲中R得到的是直流成分
C.图乙中R得到的是低频成分
D.图乙中R得到的是高频成分
AC
电阻、感抗和容抗的比较
电阻：
感抗：
容抗：
S
L
R
r
=
对直流和交流均有阻碍作用
通直流、阻交流
通交流、隔直流
通低频、阻高频
通高频、阻低频
1、关于感抗,下列说法中正确的是(　　
)
A.感抗是由于电流变化时,在线圈中产生了自感电动势,阻碍电流的变化
B.感抗的大小不仅与自感系数有关,还与电流的频率有关
C.感抗虽然对交变电流有阻碍作用,但不消耗能量
D.感抗是线圈的电阻产生的
ABC
2、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,则灯泡发光最亮的是图中的(　　)
D
3、如图所示,输入端ab的输入电压既有直流成分,又有交流成分,以下说法中正确的是(L的直流电阻与R相同)(
　　)
A.直流成分只能从L通过
B.交流成分只能从R通过
C.通过R的既有直流成分又有交流成分
D.通过L的交流成分比通过R的交流成分必定要少
CD
小结
1、电感：通直流、阻交流；电容：通交流、隔直流
2、大电感：通直流、阻交流【低频扼流线圈】
　小电感：通低频、阻高频【高频扼流线圈】
3、大电容：通交流、隔直流【隔直电容】
　小电容：通高频、阻低频【高频旁路电容】
4、电路分析：“分成分”，简化电路，求用途
27