第四节.电感对交变;第五节 电容对交变

1、第四节电感器对交变电流的作用第四节电感器对交变电流的作用 第五节电容器对交变电流的作用第五节电容器对交变电流的作用 一、电感器对交变电流的作用一、电感器对交变电流的作用 1认识电感器认识电感器 (1)电感器由电感器由_一圈紧靠一圈地绕制而成，一圈紧靠一圈地绕制而成， 又被称为又被称为_，电感器用字母，电感器用字母“_”及电及电 路符号路符号“”表示表示 绝缘导线绝缘导线 电感线圈电感线圈 L (2).电感器的性质及特点电感器的性质及特点 A.它能将外部电能储存在电感器内部它能将外部电能储存在电感器内部 B.它有带铁芯和不带铁芯两种它有带铁芯和不带铁芯两种 C.它一般是用铜线绕制它一般是用铜线绕

2、制,电阻比较小电阻比较小 将两个规格完全相同的将两个规格完全相同的 小灯泡，可拆变压器，小灯泡，可拆变压器， 滑动变阻器，双刀双掷滑动变阻器，双刀双掷 开关，学生电源按照如开关，学生电源按照如 图所示的电路图连接起来图所示的电路图连接起来 从可拆变压器中取出线圈接入电路，由于线圈的从可拆变压器中取出线圈接入电路，由于线圈的 电感很小，可看做纯电阻电路，把开关电感很小，可看做纯电阻电路，把开关S先接到直先接到直 流电源，调节滑动变阻器使两灯泡亮度相同然后流电源，调节滑动变阻器使两灯泡亮度相同然后 再将开关再将开关S接到交流电源上，比较两个灯泡的亮接到交流电源上，比较两个灯泡的亮 度度 实验现象：

3、实验现象：L1和和L2_ 一样亮一样亮 2电感器对交变电流的作用电感器对交变电流的作用 (1)实验探究实验探究 将线圈套入可拆变压器的将线圈套入可拆变压器的U臂端，把开关臂端，把开关S接接 到直流电源，调节滑动变阻器使两灯泡亮度相同，到直流电源，调节滑动变阻器使两灯泡亮度相同， 然后再将开关然后再将开关S接到交流电源，比较两个灯泡的接到交流电源，比较两个灯泡的 亮度亮度 实验现象：实验现象：L1灯较灯较L2灯灯_ 将可拆变压器的条形铁轭放上后，把开关将可拆变压器的条形铁轭放上后，把开关S接接 通直流电源，调节滑动变阻器使两灯泡亮度相同，通直流电源，调节滑动变阻器使两灯泡亮度相同， 然后再将开关

4、然后再将开关S接到交流电源，比较两个灯泡的接到交流电源，比较两个灯泡的 亮度亮度 实验现象：实验现象：L1灯较灯较L2灯灯_ 暗一些暗一些 很暗很暗 (2)实验结论实验结论 电感器对恒定电流是电感器对恒定电流是_的，对交变电流有的，对交变电流有 _作用，电感线圈的自感系数作用，电感线圈的自感系数_， 感抗感抗_，对交变电流的阻碍作用越明显，对交变电流的阻碍作用越明显 (3)感抗感抗 定义：电感器对定义：电感器对_的阻碍作用的大的阻碍作用的大 小叫做感抗小叫做感抗 影响因素：实验表明，感抗与线圈的影响因素：实验表明，感抗与线圈的 _和交流电的和交流电的_有关，有关，L、f越越 大，感抗也就越大，

5、感抗也就越_ 导通导通 阻碍阻碍越大越大 越大越大 交变电流交变电流 自感系数自感系数L 频率频率f 大大 公式：公式：XL=2 fL单位：单位： 欧姆（ 欧姆（ ） 3低频扼流圈和高频扼流圈低频扼流圈和高频扼流圈 (1)低频扼流圈：匝数低频扼流圈：匝数_，自感系数，自感系数_，线，线 圈电阻圈电阻_，这种线圈对低频交变电流有很大的，这种线圈对低频交变电流有很大的 阻碍作用，对直流的阻碍作用较小阻碍作用，对直流的阻碍作用较小 作用：作用：“通通_，阻，阻”_ (2)高频扼流圈：匝数高频扼流圈：匝数_，自感系数，自感系数_，这，这 种线圈对低频交变电流的阻碍作用较小，对高频种线圈对低频交变电流的

6、阻碍作用较小，对高频 交变电流的阻碍作用较大交变电流的阻碍作用较大 作用：作用：“通通_，阻，阻_” 多多大大 直流直流交流交流 少少小小 低频低频高频高频 小小 电感对电流的阻碍作用电感对电流的阻碍作用 例例1：(双选双选)在图所示电路中，在图所示电路中，L为电感线圈，为电感线圈，R为为 灯泡，电流表内阻为零，电压表内阻无限大，交流灯泡，电流表内阻为零，电压表内阻无限大，交流 电源的电压电源的电压u220sin100tV若保持电压的有若保持电压的有 效值不变，只将电源的频率改为效值不变，只将电源的频率改为100Hz，下列说法，下列说法 正确的有正确的有A电流表示数增大电流表示数增大B电压表示

7、电压表示 数增大数增大 C灯泡变暗灯泡变暗D灯泡变亮灯泡变亮 2 【答案答案】BCBC 【方法总结方法总结】(1)(1)电感线圈的感抗与线圈的自感系数有电感线圈的感抗与线圈的自感系数有 关，自感系数越大，感抗越大关，自感系数越大，感抗越大(2)(2)线圈的自感系数与线线圈的自感系数与线 圈的大小、形状、圈数以及有无铁芯有关，有铁芯时自感圈的大小、形状、圈数以及有无铁芯有关，有铁芯时自感 系数更大系数更大 二、电容器对交变电流的作用二、电容器对交变电流的作用 1电容器仅让交变电流通过电容器仅让交变电流通过 将两个规格完全相同的小灯泡，电容器，双刀双将两个规格完全相同的小灯泡，电容器，双刀双 掷开

8、关，学生电源按照如图所示的电路图连接起掷开关，学生电源按照如图所示的电路图连接起 来来 (1)把开关把开关S接到直流电源上，观察两灯泡的发光接到直流电源上，观察两灯泡的发光 情况情况 实验现象：实验现象：L1灯灯_，L2灯灯_ (2)将开关将开关S接到交流电源上，观察两灯泡的发光接到交流电源上，观察两灯泡的发光 情况情况 实验现象：两灯泡亮度实验现象：两灯泡亮度_ 不亮不亮亮亮 相同相同 (3)实验结论：实验结论： 电容器具有电容器具有“隔隔_、通、通_”的特性的特性 直流直流交流交流 (4)本质解释：将交变电流加到电容器上后，当电本质解释：将交变电流加到电容器上后，当电 源电压升高时，电源给

9、电容器充电，电荷向电容源电压升高时，电源给电容器充电，电荷向电容 器极板上器极板上_，在电路中形成，在电路中形成_电流；当电流；当 电源电压降低时，电容器放电，电容器极板上电电源电压降低时，电容器放电，电容器极板上电 荷荷_，电路中形成，电路中形成_电流电容器交电流电容器交 替进行充电和放电，电路中就有了电流，好像是替进行充电和放电，电路中就有了电流，好像是 交流电交流电“通过通过”了电容器了电容器 聚集聚集 充电充电 减少减少 放电放电 思考感悟：思考感悟： 电容器接到交流电源两端时，自由电荷是否真正电容器接到交流电源两端时，自由电荷是否真正 通过了两极板间的绝缘介质？通过了两极板间的绝缘介

10、质？ 提示：提示：电容器接到交流电源的两端时，自由电荷电容器接到交流电源的两端时，自由电荷 并没有通过两极板间的绝缘介质，只是因为加在并没有通过两极板间的绝缘介质，只是因为加在 两极板上电压的大小和正负不断变化时，电容器两极板上电压的大小和正负不断变化时，电容器 交替地进行充电和放电，电路中就有了电流，表交替地进行充电和放电，电路中就有了电流，表 现为交流现为交流“通过通过”了电容器了电容器 2电容对交变电流的阻碍作用电容对交变电流的阻碍作用 当交变电流当交变电流“通过通过”电容器时，给电容器充电或放电容器时，给电容器充电或放 电，形成充电或放电电流，在形成电流的过程中，电，形成充电或放电电流

11、，在形成电流的过程中， 对自由电荷来说，当电源的电压推动它们向某一对自由电荷来说，当电源的电压推动它们向某一 方向做定向移动的时候，电容器两极板上积累的方向做定向移动的时候，电容器两极板上积累的 电荷却反抗它们向这个方向做定向移动，也就是电荷却反抗它们向这个方向做定向移动，也就是 说在给电容器充电或放电过程中，在电容器两极说在给电容器充电或放电过程中，在电容器两极 形成跟原电压相反的电压，这就对电流产生了阻形成跟原电压相反的电压，这就对电流产生了阻 碍作用碍作用 3电容器对交变电流的作用电容器对交变电流的作用 (1)电容器的特性：电容器的特性：“隔隔_、通、通_”，实验，实验 还证明，交流电的

12、频率越高，电容器对交变电流还证明，交流电的频率越高，电容器对交变电流 的阻碍作用就的阻碍作用就_ (2)容抗容抗 定义：电容器对交变电流的阻碍作用的大小叫定义：电容器对交变电流的阻碍作用的大小叫 做容抗做容抗 影响因素：实验表明，容抗与电容器电容的大影响因素：实验表明，容抗与电容器电容的大 小和交流电的小和交流电的_有关，电容器电容有关，电容器电容C越越_， 交流电的频率交流电的频率f越越_，容抗越小，容抗越小 直流直流交流交流 越小越小 频率频率大大 高高 单位：单位：欧姆（欧姆（ ） 大大小（容抗小（容抗X XC C）：公式：）：公式：X XC C=1/=1/（2 2 fC fC ） 4隔

13、直电容器和高频旁路电容器隔直电容器和高频旁路电容器 (1)隔直电容器：隔直电容器：“隔隔_，通，通_” (2)高频旁路电容器：高频旁路电容器：“通通_，阻，阻_” 实际应用电路如图所示：实际应用电路如图所示： 直流直流交流交流 高频高频低频低频 即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀) 1(单选单选)在交流电路中，如果电源电动势的最大在交流电路中，如果电源电动势的最大 值不变，频率可以改变，在如图所示电路值不变，频率可以改变，在如图所示电路a、b两两 点间逐次将图中的电路元件单独接入，当使交变点间逐次将图中的电路元件单独接入，当使交变 电流频率增加时，可以观察到下列所述的哪种情

14、电流频率增加时，可以观察到下列所述的哪种情 况况() AA1读数不变，读数不变，A2增大，增大，A3减小减小 BA1读数减小，读数减小，A2不变，不变，A3增大增大 CA1读数增大，读数增大，A2不变，不变，A3减小减小 DA1、A2、A3的读数均不变的读数均不变 解析：解析：选选C.C.在交流电路中，当频率增加时，容抗减小，感在交流电路中，当频率增加时，容抗减小，感 抗增大，而电阻是与频率无关的，在电路中电源的电动势抗增大，而电阻是与频率无关的，在电路中电源的电动势 最大值不变，即最大值不变，即a a、b b间的电压不变，所以当频率增加时，间的电压不变，所以当频率增加时， A A1 1读数增

15、大，读数增大，A A2 2不变，不变，A A3 3读数要变小故正确选项为读数要变小故正确选项为C.C. 三、电阻、感抗、容抗的比较三、电阻、感抗、容抗的比较 电阻电阻感抗感抗容抗容抗 产生产生 原因原因 定向移动的自由电定向移动的自由电 荷与不动的离子间荷与不动的离子间 的碰撞的碰撞 由于电感线圈的由于电感线圈的 自感现象阻碍电自感现象阻碍电 流的变化流的变化 电容器两极板上积电容器两极板上积 累的电荷对向这个累的电荷对向这个 方向定向移动的电方向定向移动的电 荷的反抗作用荷的反抗作用 特点特点 对直流、交流均有对直流、交流均有 阻碍作用阻碍作用 只对变化的电只对变化的电 流，如交流有流，如交

16、流有 阻碍作用阻碍作用 不能通直流，只能通变不能通直流，只能通变 化的电流对直流的阻化的电流对直流的阻 碍作用无限大，对交流碍作用无限大，对交流 的阻碍作用随频率的降的阻碍作用随频率的降 低而增大低而增大 决定决定 因素因素 由导体本身由导体本身( (长短、长短、 粗细、材料粗细、材料) )决定，决定， 与温度有关与温度有关 由线圈本身的由线圈本身的 自感系数和交自感系数和交 流的频率决定流的频率决定 由电容的大小和交流的由电容的大小和交流的 频率决定频率决定 做功做功 电流通过电阻做功电流通过电阻做功, , 电能转化为内能电能转化为内能 电能和磁场能电能和磁场能 往复转化往复转化 电能与电场

17、能往复转化电能与电场能往复转化 特别提醒：特别提醒：电感、电容接到交流电源上时，电能电感、电容接到交流电源上时，电能 与磁场能或电场能往复转化，所以电感、电容上与磁场能或电场能往复转化，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焦耳热，从而造成电能的损耗 即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀) 2(双选双选)(2011年潮州高二检测年潮州高二检测)如图所示的电路中，如图所示的电路中， a、b两端连接的交流电源既含高频交流，又含低两端连接的交流电源既含高频交流，又含低 频交流，频交流，L是一

18、个是一个25mH的高频扼流圈，的高频扼流圈，C是一个是一个 100pF的电容器，的电容器，R是负载电阻，下列说法正确的是负载电阻，下列说法正确的 是是() AL的作用是的作用是“通低频，阻高频通低频，阻高频” BC的作用是的作用是“通交流，隔直流通交流，隔直流” CC的作用是的作用是“通高频，阻低频通高频，阻低频” D通过通过R的电流中，低频交流所占的百分比远的电流中，低频交流所占的百分比远 远小于高频交流所占的百分比远小于高频交流所占的百分比 解析：解析：选选AC.L是一个自感系数很小的高频扼流是一个自感系数很小的高频扼流 圈，其作用是圈，其作用是“通低频，阻高频通低频，阻高频”，A正确；正

19、确；C是是 一个电容很小的电容器，在题图示电路中，对高一个电容很小的电容器，在题图示电路中，对高 频交流的容抗远小于对低频交流的容抗，其作用频交流的容抗远小于对低频交流的容抗，其作用 是是“通高频、阻低频通高频、阻低频”，C正确；因电路中无直流正确；因电路中无直流 电流，电流，B错误；由于错误；由于L对高频交流的阻碍作用和对高频交流的阻碍作用和C 对高频交流的旁路作用，使得通过对高频交流的旁路作用，使得通过R的电流中，的电流中， 低频交流所占的百分比远大于高频交流的百分比低频交流所占的百分比远大于高频交流的百分比 ，D错误错误 电容对电流的阻碍作用电容对电流的阻碍作用 例例2:(单选单选)有两

20、个电容器的电容分别为有两个电容器的电容分别为C15F ，C 2 3F，分别加在峰值一定的交变电源，分别加在峰值一定的交变电源 上下列哪种情况上下列哪种情况“通过通过”电容器的电流强度最大电容器的电流强度最大 A在在C1上所加交变电流的频率为上所加交变电流的频率为50Hz B在在C2上所加交变电流的频率为上所加交变电流的频率为50Hz C在在C1上所加交变电流的频率为上所加交变电流的频率为60Hz D在在C2上所加交变电流的频率为上所加交变电流的频率为60Hz 【答案答案】C 电阻、电感器、电容器对电流阻碍作用电阻、电感器、电容器对电流阻碍作用 例例3：(单选单选)如图所示，在电路如图所示，在电

21、路 两端加上正弦交流电，保持电两端加上正弦交流电，保持电 压有效值不变，使频率增大，压有效值不变，使频率增大， 发现各灯的亮暗情况是：灯发现各灯的亮暗情况是：灯1 变亮，灯变亮，灯2变暗，灯变暗，灯3不变，不变， 则则M、N、L中所接元件可能是中所接元件可能是() AM为电阻，为电阻，N为电容器，为电容器，L为电感线圈为电感线圈 BM为电感线圈，为电感线圈，N为电容器，为电容器，L为电阻为电阻 CM为电容器，为电容器，N为电感线圈，为电感线圈，L为电阻为电阻 DM为电阻，为电阻，N为电感线圈，为电感线圈，L为电容器为电容器 【答案答案】C 【方法总结方法总结】(1)电感对交变电流的阻碍作用电感对交变电流的阻碍作用 的大小用感抗来表示线圈的自感系数越大，交的大小用感抗来表示线圈的自感系数越大，交 变电流的频率越高，电感对交变电流的阻碍作用变电流的频率越高，电感对交变电流的阻碍作用 就越大，感抗也越大就越大，感抗也越大 (2)电容对交变电流的阻碍作用的大小用容抗来电容对交变电流的阻碍作用的大小用容抗来 表示电容器的电容越大，交变电流的频率越高，表示电容器的电容越大，交变电流的频率越高， 电容对交变电流的阻碍作用就越小，容抗也