課程內容
《電感和電容對交變電流的影響》
問題:在直流電路中,影響電流與電壓關系的只有電阻,交變電流中影響電流與電壓關系的是否只有電阻呢?
實驗:裝置介紹
現象:接通直流時,燈泡發亮
接通交流時,燈泡暗些
請分析原因
接交流時,由于變化的電流通過線圈發生自感現象,產生阻礙電流變化的感應電動勢,使燈泡變暗。
一、電感對交變電流的阻礙作用
1、實驗結論:電感對交變電流有阻礙作用
2、感抗:表示電感對交變電流阻礙大小。
線圈的自感系數越大,交變電流的頻率越高,阻礙作用越明顯,感抗越大。
感抗:XL=2πfL
注意:感抗的大小不僅與線圈構造有關,而且與通過的交流電(頻率)有關,這表現了交流與直流不同的特性。
3、實際應用
低頻扼流圈的作用是“通直流、阻交流”。
高頻扼流圈的作用是“通低頻、阻高頻”。
二、交變電流能夠通過電容器
實驗現象:接直流時,燈不亮,接交流時,燈泡亮了。
說明直流電不能通過電容器,而交變電流能“通過”電容器。
解釋:接交變電流時,自由電荷并沒有通過電容器兩極板間的絕緣電介質,只是在交變電壓的作用下,電容器交替進行充、放電,電流中就有了電流。
三、電容器對交變電流的阻礙作用
實驗:改變電容值,觀察燈泡亮度
改變交流頻率,觀察燈泡亮度
現象:電容越大,燈泡越亮,交流頻率越高,燈泡越亮。
1、電容器對交變電流有阻礙作用
2、容抗:表示電容對交流的阻礙作用的大小
3、電容越大,交流的頻率越高,電容器的阻礙作用越小,容抗越小
容抗:XC=1/2πfC
電容大一次充電量大,頻率高電位時間內充電次數多,所以電流大,容抗小。
四、典型例題
1、在a、b間接上交流電,保持電壓值不變,使其頻率增大,發現各燈的亮度變化情況是:燈1變暗,燈2變亮,燈3亮度不變,則黑箱A、B、C中所接元件可能是:
A、A為電阻,B為電容器,C為電感
B、A為電阻,B為電感,C為電容器
C、A為電容器,B為電感,C為電阻
D、A為電感,B為電容器,C為電阻
2、在電子技術中,從某一裝置輸出的電流常常既有交流成分,又有直流成分。如果只需要把交流成分輸送到下一級裝置,只要在兩級電路之間接入一個電容器(稱做隔直電容器)就可以了。電容器應并聯還是串聯接入電路?右圖所示的接法對嗎?為什么?
3、在電子技術中,從某一裝置輸出的交流常常既有高頻成分,又有低頻成分。如果只需要把低頻成分輸送到下一級裝置,只要在下一級電路的輸入端并聯一個電容器就可以達到目的。具有這種用途的電容器叫做高頻旁路電容器。請說明它的工作原理。
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朱老師
男,中教高級職稱
本著物理源于生活,高于生活,又應用于生活。常讓學生從生活中觀察問題,思考問題。