2017高中物理交变电流电感和电容对交变电流的影响新人教版选修32.pptx

第五章※在现代无线电仪器中，电容器、电感器都有广泛的应用，如下图是半导体收音机电路板上的电子元件，其中电容器、电感器十分醒目。在交流电路中，它们对交变电流的作用是怎样的呢？1知识自主梳理1．感抗实验(1)实验电路(2)实验现象：取直流电源的电压与交流电源电压的有效值相等，接通________电源时，灯泡亮些；接通________电源时，灯泡暗些。(3)实验结论，电感线圈对________电流有阻碍作用。2．感抗(1)物理意义：表示电感对__________阻碍作用的大小。(2)影响感抗大小的因素：线圈的__________越大，交流的________越高，感抗越大。3．感抗的应用1．交变电流能够通过电容器(1)实验电路(如图)(2)实验现象：电路中串有电容器时，接通________电源，灯泡不亮；接通________电源，灯泡亮。(3)实验结论________电流能够通过电容器，________不能通过电容器。2．电容器对交变电流的作用(1)容抗：表示电容对__________阻碍作用的大小。(2)影响容抗大小的因素：电容器的电容________，交变电流的频率________，容抗越小。(3)应用：电容器具有“隔________，通________”的作用。重点难点突破1.电感对交变电流的阻碍作用的成因通过线圈的电流大小和方向变化，都会引起通过线圈的磁通量发生变化，从而产生感应电动势，这种现象就是自感现象。根据楞次定律，自感电动势所引起的感应电流总是要使它产生的磁场阻碍线圈内原有磁场的变化，所以自感电动势对线圈中电流的变化有阻碍作用，这样就形成了对交变电流的阻碍作用，电感对交变电流阻碍作用的大小就称为感抗。2．感抗的两个决定因素决定感抗大小的因素有两个：一是交变电流的频率，二是自感系数L。L决定于线圈本身的性质，即线圈匝数、横截面积、有无铁芯等因素。3．电感线圈在电路中的作用(1)通直流、阻交流。这是对两种不同类型的电流而言的，因为恒定电流不变化，不能引起自感现象，所以对恒定电流没有阻碍作用。交变电流时刻改变，必有自感电动势产生以阻碍电流的变化，所以对交流有阻碍作用。(2)通低频、阻高频。这是对不同频率的交变电流而言的因为交变电流的频率越高，电流变化越快，感抗也就越大，对电流的阻碍作用越大。(3)扼流圈：利用电感阻碍交变电流的作用制成的电感线圈。低频扼流圈：线圈绕在铁芯上，匝数多，自感系数大，铜线绕制电阻较小，具有“通直流、阻交流”的作用。高频扼流圈：线圈有的绕在铁氧体芯上，有的是空心的，匝数少，自感系数小具有“通直流、通低频、阻高频”的作用。答案：变暗，不变解析：(1)线圈和灯泡是串联的，当铁芯插入线圈后，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，电路中的电流变小，灯泡的实际功率减小，则灯泡变暗。(2)如果在该题中把交变电流换成直流电，由于直流电的电流大小和方向都不发生变化，所以线圈不会由于自感现象而对电流形成阻碍，铁芯插入不会影响到灯泡的亮度。1．交变电流“通过”电容器电容器两极板间是绝缘材料，当电容器接到交流电源上时，自由电荷不会通过两板间的绝缘电介质，只不过在交变电压的作用下，电容器交替进行充电和放电，电路中就有电流了，表现为交变电流“通过”了电容器。2．电容器对交变电流有阻碍作用的原因我们知道，恒定电流不能通过电容器，原因是电容器的两个极板被绝缘介质隔开了。当接到交流电源上时，电源使导线中的自由电荷向某一方向定向移动，对电容器进行“充、放电”，电容器两极板在此过程中由于电荷积累(或减少)而产生电动势，因而反抗电荷继续运动，就形成了电容器对交变电流的阻碍作用。3．决定容抗的两个因素交流电的频率和电容器的电容4．电容器在电路中的作用(1)通交流、隔直流。用来“通交流、隔直流”的电容器叫耦合电容器。其电容一般较大，常串接在两级电路之间，以使电流中的交流成分通过，如图所示。(2)通高频，阻低频。在电子技术中，从某一装置输出的交流常常既有高频成分，又有低频成分。若在下一级电路的输入端并联一个电容器，就可只把低频成分的交流信号输送到下一级装置。具有这种“通高频、阻低频”用途的电容器叫高频旁路电容器，如图所示。解析：因为与电源连接的机芯和金属外壳可以看成电容器的两个极板，电源中的交变电流能“通过”这个“电容器”产生“漏电”，故用手触摸设备外壳时有触电的感觉。为确保安全，电气设备外壳应接地。三、电阻、感抗、容抗的比较[特别提醒]电感、电容接到交流电源上时，电能与磁场能或电能与电场能往复转化，所以电感、电容上不会消耗电能，而电流通过电阻时，必然会产生焦耳热，从而造成电能的损耗。答案：a亮度不变，b变亮，c变暗解析：当交变电流的频率变小时，线圈的感抗变小，电容器的容抗变大，因此b变亮，c变暗，又因为电阻在直流和交流电路