高中物理选修3-2人教新课标5.3电感和电容对交变电流的影响同步课件（23张PPT）

(共23张PPT)
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上一节我们学习了描述交变电流的物理量，知道交变电流的有效值是根据电流的热效应来定义的，以及交变电流的有效值在生活实际中的应用。这一节我们将继续研究：电感和电容对交变电流的影响。
学习目标
1.通过实验了解电感对交变电流的阻碍作用，能够运用所学知识分析含有电感的简单交变电路；
2.通过实验了解电容器对交变电流的阻碍作用，能够分析简单交变电路中电容器的作用；
3.简单了解电感器和电容器在电工和电子技术中的应用。
复习回顾
1.描述交变电流变化快慢的物理量有哪些？他们之间的关系是什么？
周期、频率、角频率（角速度）。
2.交变电流的峰值和有效值分别指的是什么？
峰值：交变电流的电压U、电流I所能达到的最大数值Um和Im。
有效值：使交变电流和恒定电流通过大小相同的电阻，若在相同的时间内，它们产生的热量相等，则这个恒定电流叫做这个交流的有效值。
复习回顾
3.交变电流的峰值、有效值和平均值有何应用？
?电器元件或设备上所标的耐压值指该设备所能承受的交变电流的最大值（峰值）。
?交流用电设备上所标的额定电压和额定电流是有效值，交流电压表、交流电流表测量的数值是有效值。
?求交变电流的电功、电功率或电热时必须用交流电的有效值；求通过某导体截面的电荷量一定要用平均值。
复习回顾
4.求解交变电流的有效值有哪些方法？
?若是正弦（余弦）式交变电流，则有：
?当电流是非正弦式交变电流时，必须根据有效值的定义求解：
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
实验电路：
1.实验探究：电感器对交变电流的阻碍作用
实验过程：
实验现象：
接通直流电源时，灯泡亮些；接通交流电源时，灯泡暗些（交流电频率越高，灯泡越暗）。
实验结论：
电感线圈对交变电流有阻碍作用。
2.感抗
（1）物理意义：表示电感对交变电流阻碍作用的大小。
（2）影响因素：线圈的自感系数越大、交流电的频率越高，感抗就越大。
3.特性
通直流、阻交流；通低频、阻高频。
4.应用
高频扼流圈
低频扼流圈
构造
作用
线圈绕在铁心上,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
通低频，阻高频
思考与讨论
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
二、电容器对交变电流的影响
实验电路：
1.实验探究：交变电流能否通过电容器？
实验过程：
实验现象：
电路中串有电容时，接通直流电源，灯泡不亮；接通交流电源，灯泡亮。
实验结论：
交变电流能够通过电容器，直流不能通过电容器。
2.交变电流“通过”电容器的本质
电容器交替进行充电和放电，电路中就有了电流，好像是交变电流“通过”了电容器，但实际上自由电荷没有通过电容器两极板间的绝缘介质。
（1）实验现象：?灯泡直接接到交流电源上，灯泡要比有电容时更亮；?电容器的电容增大或交变电流的频率更高时，灯泡比原来更亮。
（2）实验结论：电容器对交流有阻碍作用。
3.实验探究：电容器对交变电流的阻碍作用
4.容抗
（1）物理意义：表示电容对交变电流阻碍作用的大小。
（2）影响因素：电容器的电容越大、交流电的频率越高，容抗就越小。
5.特性
通交流、隔直流；通高频、阻低频。
6.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
思考与讨论
隔直电容一般电容较大还是较小?高频旁路电容一般电容比较大还是比较小?
隔直电容(C大)
高频旁路电容(C小)
课堂小结
通直流，阻交流
二、电容对交变电流的作用：
通交流，隔直流
一、电感对交变电流的作用：
低频扼流圈（L大）
高频扼流圈（L小）
隔直电容（C大）
高频旁路电容（C小）
通低频，阻高频
通高频，阻低频
感抗和容抗跟电感和电容本身有关，还跟交流的频率有关。
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（
）
（2）将电源改为U=220V的直流电源，则（
）
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
AC
BC
影响感抗大小的因素
电感器对交流电的阻碍作用
影响容抗大小的因素
电容器对交流电的作用