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1、第三节电感和电容对交流电流的影响 问题 在恒定电流电路中 影响电流与电压的关系 只有电阻 在交变电流电路中除了电阻 还有没有其他 若有 影响又如何呢 回顾 日光灯电路 自感线圈起到什么作用 在启动时 产生瞬时高压 在正常工作时 降压限流 说明 在交变电流电路中除了电阻外 还有电感和电容对交变电路有影响 一 电感对交变流电流的阻碍作用 1 实验 为了研究电感在不同电路中的特性 做下面的实验 2 把一电感串联在电路中观察电灯亮度的变化 1 把一电阻串联在电路中观察电灯亮度的变化 一 电感对交变流电流的阻碍作用 1 现象 与电阻串联时 灯泡亮度不变 与电感串联时 接通直流电时亮度大 接通交变流电时变
2、暗 电阻无论是对交流电还是直流电具有相同的阻碍作用 而电感对交流电阻碍作用大 而对直流电阻碍作用小 2 说明 由于变化的电流通过电感线圈发生自感现象 产生自感电动势 从而阻碍电流的变化 因此 对电流的阻碍作用增大 3 分析 4 结论 电感对交变电流除导线电阻对电流产生阻碍作用外还因自感作用而产生一种在直流电路中没有的 特殊的阻碍作用 一 电感对交变流电流的阻碍作用 2 感抗 表示电感对交变电流阻碍作用的大小 3 决定感抗大小的因素 实验表明线圈的自感系数越大交变电流的频率越高 感抗越大 5 电感的实际应用 1 低频扼流圈 结构特点 匝数多 闭合铁芯 直流电阻小 自感系数大 电路特性 通直流 阻
3、交流 2 高频扼流圈 结构特点 匝数少 铁氧钵磁芯 或没有铁芯 自感系数小 4 感抗公式 XL 2 fL L单位 电路特性 通低频 阻高频 练一练 高频扼流圈 R 二 交变电流能够通过电容器 1 问题 电容器在交 直流电路中又有什么特性呢 2 实验 把电容器和灯泡串接在交直流电路中 二 交变电流能够通过电容器 1 现象 接通直流时灯泡不亮 而接通交流时 灯泡发亮 2 说明 直流电不能通过电容器 交变流电能够 通过 电容器 4 分析 电容器接交流电源时 自由电荷并未通过极板间的绝缘介质 只是在交变电压的作用下 电容器交替进行充 放电 电路中就有了电流 3 问题 电容器的两极板间是绝缘介质 为什么
4、交流电能够通过呢 三 电容器对交变电流的阻碍作用 1 实验 为了研究电容器在交变电流电路中的特性 做下面的实验 2 把一灯泡与电容器串联后接在交变电路中 观察比较灯泡亮度的变化 1 把一灯泡直接接在交变电流电路中 观察灯泡的亮度 三 电容器对交变电流的阻碍作用 电路中不接入电容器时较亮 接入电容器时灯泡较暗 1 现象 2 说明 电容器对电流有阻碍作用 电容器对电流的阻碍作用与那些因素有关 3 问题 电路中接入容量不同的电容器观察灯泡的亮度变化 现象 电路中接入电容较大的电容器时灯泡较亮 接入电容较小的电容器时灯泡较暗 说明 电容器容量越小对交变电流阻碍作用越大 对一确定的电容 改变交流电的频率
5、 比较灯泡的亮度 现象 电路中接入高频电源时电容器较亮 接入低频电源时灯泡较暗 说明 电容器对高频电流阻碍小 对低频电流阻碍作用越大 三 电容器对交变电流的阻碍作用 2 容抗 电容器对交流电流的阻碍作用不仅与电容器容量有大小有关还与接入的电源频率有关 为了表示电容对电流不同的阻碍作用而引入一个新的物理量 容抗 1 定义 表示电容器对交流电流的阻碍作用的大小 2 大小 XC 1 2 fc 1 c 3 电容在电路中的实际应用 1 隔直电容 特点 电容量较大 通交流 隔直流 2 高频旁路电容 特点 电容量较小 通高频 阻低频 4 电容器的电路特性 通交流 阻直流 练一练 1 使用220V交流电源的电气设备和电子仪器 金属外壳和电源之间都有良好的绝缘 但是有时候用手触摸外壳仍会感到 麻手 用试电笔测试时 氖管发光 这是为什么 与电源相连的机芯和金属外壳可以看作电容器的两个极板 电源中的交变电流能够通过这个 电容器 原因 练一练 2 1 课本练习二第一题 隔直电容 2 2 课本练习二第二题 高频旁路电容 练一练 如图所示电路中 三只电灯的亮度相同 如果交流电的频率增大 三盏电灯的亮度将如何改变 为什么 灯L1变暗 灯L2变亮 灯L3亮度不变
