电感和电容对交变电流的影响.doc

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5.3电感和电容对交变电流的影响
【教学目标】
1．理解电感和电容对交变电流有阻碍作用。
2．知道用感抗来表示电感对交变电流阻碍作用的大小，知道感抗与哪些因素有关。
3．知道用容抗来表示电容对交变电流阻碍作用的大小，知道容抗与哪些因素有关。
【重点难点】
1．电感和电容对交流和直流影响的区别。
2．感抗和容抗的概念，影响感抗和容抗大小的因素。
【教学方法】
讲练结合
【教学用具】
课件
【教学过程】
一、电感对交变电流的阻碍作用
1、感抗：电感对交变电流阻碍作用的大小叫做感抗，用XL表示。
2、原因：由于交变电流是不断变化的，所以在电感上产生自感电动势，自感电动势总是阻碍电流变化的，而自感电动势的大小与线圈中电流变化的快慢（f）及线圈的自感系数（L）有关。
3、影响感抗的因素：线圈的自感系数和交变电流的频率。电感越大，频率越高，感抗越大。
XL＝2πfL
4、实际应用：
（1）低频扼流圈——通直流、阻交流。
线圈绕在闭合铁芯上，匝数多，自感系数很大。（L很大，R较小，对直流的阻碍作用小，对低频交变电流的阻碍作用很大，对高频交变电流的阻碍作用更大）。
（2）高频扼流圈——通低频、阻高频。
线圈绕在铁氧体芯上，线圈匝数少，自感系数小。（L较小，对低频交变电流的阻碍作用较小，对高频交变电流的阻碍作用很大）。
二、电容器对交变电流的阻碍作用
1、交变电流通过电容器的原理：
在交变电压的作用下，电容器交替地进行充电和放电，因而电路中有电流（充电电流和放电电流），表现为交变电流“通过”了电容器，实际上，自由电荷并没有通过电容器。
2、容抗：电容对交变电流阻碍作用的大小叫做容抗，用XC表示。
3、影响容抗的因素：电容器的电容和交变电流的频率。电容越大，频率越高，容抗越小。

【说明】交变电流的频率越大，电容器充放电越快，即电容器对交变电流的阻碍作用越小；电容器的电容越大，一定电压下，电容器极板所带的电荷量越多，充放电电流越大，即电容器对交变电流的阻碍作用越小，因此，容抗的大小与交变电流的频率（f）和电容器的电容（C）有关。
4、实际应用
（1）隔直电容器——通交流、隔直流。
（2）旁路电容器——通高频、阻低频。

【例1】如图所示电路中，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u=220sin10πtV。若保持电压的有效值不变，只将电源频率改为25Hz，下列说法中正确的是（）
A．电流表示数增大
B．电压表示数减小
C．灯泡变暗
D．灯泡变亮

【例2】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。

【例3】如图所示，(a)、(b)两电路是电容器的两种不同连接方式，它们各在什么情况下采用？应该怎样选用电容器？
分析：交流电路中常包含有直流成分和交流成分，电容器在电路中有“通交流、隔直流；通高频、阻低频”的作用。（a）图中的电容器串联在电路中，它的作用是“通交流、隔直流”，为了使交流成分都能顺利地通过，容抗必须较小，应选用电容较大的电容器；（b）图中的电容器，并联在电路中，如果输入端输入的电流中包含有高频和低频两种交流成分，则电容器的作用是“通高频、阻低频”，即对高频交变电流起旁路作用，而让低频信号输入到下一级，一般取电容较小的电容器；如果输入的电流是直流和交流两种成分，该电容器的作用是滤去交流成分，把直流成分输入到下一级，这时要选用电容较大的电容器。
另外，选用电容器还须注意它的耐压值，以防被击穿。

【例4】在图所示的电路中，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100pF的电容器，R是负载电阻，下列说法中正确的是（）
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

【例5】如图所示，交变电流电压的瞬时表达式u＝311sin157tV时，三个电流表的示数相同，若电源电压改为u′＝311sin314tV时，则（）
A．电流表的示数减小
B．电流表的示数增大
C．电流表的示数不变

【课外作业】
课本本节课后习题
《三维设计》本节习题