《电感和电容对交变电流的影响》

5.3电感和电容对变电流的影响

1．实验探究如图5－3－1所示，取直流电源电压与交流电源电压有效值相等。图5－3－1(1)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。

(2)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：表示电感线圈

的大小。

(2)影响感抗大小的因素：线圈的自感系数

，交流的频率

，感抗越大。对电流的阻碍作用越大越高3．感抗的应用类型区别低频扼流圈高频扼流圈自感系数较大较小感抗大小较大较小作用通

、阻

通

、通

，阻

直流交流低频直流高频1．交变电流能够通过电容器(1)实验电路(如图5－3－2所示)图5－3－2(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：

能够通过电容器，

不能通过电容器。

2．电容器对交变电流的阻碍作用

(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“隔直流，通交流”的作用。直流交变电流直流交变电流越大越高交流(1)电容器对交变电流的阻碍作用：电源电压推动自由电荷定向移动时，电容器极板上积累的电荷会阻碍自由电荷向此方向做定向运动，这就产生了电容器对交变电流的阻碍作用。

(2)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：交变电流的频率越高，电容器充电时集聚的电荷相对较少，对电荷运动的阻碍作用越小，容抗也越小。同理，电容器的电容越大，容纳电荷的本领越大，充放电时所受的阻碍越小，容抗也就越小，所以电容有“通交流，隔直流，通高频，阻低频”的作用。2．电阻、感抗、容抗的比较电阻感抗容抗产生的原因定向移动的自由电荷与不动的离子间的碰撞由于电感线圈的自感现象阻碍电流的变化电容器两极板上积累的电荷对向这个方向定向移动的电荷的反抗作用电阻感抗容抗在电路中的特点对直流、交流均有阻碍作用只对变化的电流，如交变电流有阻碍作用不能通直流，只能通变化的电流。对直流的阻碍作用无限大，对交流的阻碍作用随频率的降低而增大电阻感抗容抗决定因素由导体本身(长短、粗细、材料)决定，与温度有关由线圈本身的自感系数和交流的频率决定由电容的大小和交流的频率决定电能的转化与做功电流通过电阻做功，电能转化为内能电能和磁场能往复转化电能与电场能往复转化1.电容器的应用

(1)隔直电容器，如图5－3－3所示。作用是“通交流、隔直流”，因为直流电不能通过电容器，交流电能“通过”电容器。起这样作用的电容器电容要大些。图5－3－3(2)高频旁路电容器，如图5－3－4所示，作用是“通高频、阻低频”，因为对不同频率的交流电，频率越高，容抗越小，频率越低，容抗越大，即电容对低频交变电流阻碍作用大。对高频交变电流阻碍作用小，起这样作用的电容器电容要小些。图5－3－42．电感器的应用

(1)低频扼流圈：可起到“通直流、阻交流”的作用。

(2)高频扼流圈：可起到“通直流、通低频、阻高频”的作用。

3．电感和电容的组合应用根据电感、电容对交变电流阻碍作用的特点，可以将二者结合到一起来完成一定的任务。(1)如果将电容器与负载并联，然后与电感线圈串联，就能更好的起到滤掉电流中交流成分或高频成分的作用，如图5－3－5所示。图5－3－5(2)如果将电感线圈与负载并联，然后与电容器串联，就能更好的起到滤掉电流中直流成分和低频成分的作用，如图5－3－6所示。图5－3－6例1、如图所示，从ab端输入的交流含有高频和低频成分，为了使R上尽可能少地含有高频成分，采用图示电路，其L的作用是________________，C的作用是__________。

解析：因L有“通低频、阻高频”的特点，因此L的作用是阻挡高频成分；而通过L后还有少量的高频成分，利用C“通高频、阻低频”的特点，使绝大部分高频成分从C流过。P.39说一说变式训练：1、如图所示，线圈L的自感系数和电容器的电容C都很小（如L＝100μH，C＝100pF）。此电路的主要作用是---------（）A．阻直流、通交流，输出交流B．阻交流、通直流，输出直流C．阻低频、通高频，输出高频交变电流D．阻高频、通低频，输出低频交变电流和直流电D例2、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

ACBC变式训练：

2、如图所示，甲、乙是规格相同的灯泡，A、B两端加直流电压时，甲灯正常发光，乙灯完全不亮；当A、B两端加上有效值和直流电压相等的交流电压时，甲灯发出微弱的光，乙灯能正常发光。下列说法正确的有：（）BCA．与甲灯串联的元件X是电容器B．与乙灯串联的元件Y是电容器C．与甲灯串联的元件X是电感线圈D．与乙灯串联的元件Y是电感线圈小结：通直流，阻交流

通低频，阻高频

电容对交变电流的作用：通交流，