交流電第三講：電感和電容對交流電的作用 傳感器課件

第三講：電感和電容對交流電的作用傳感器夏邑高中高三物理第三講：電感和電容對交流電的作用夏1通直流，阻交流通低頻，阻高頻電感對交變電流的作用：低頻扼流圈（L大）高頻扼流圈（L?。╇姼?、電容對交流電的作用感抗（1）反映電感對交變電流阻礙作用的大小。（2）影響感抗大小的因素①內(nèi)因自感系數(shù)越大②外因交流的頻率f.具體關(guān)系：（a）低頻扼流圈：（b）高頻扼流圈：“通直流、阻交流”。通過低頻，阻高頻。通直流，阻交流電感對交變電流的作用：低頻扼流圈（L大）高2通交流，隔直流通高頻，阻低頻隔直電容器高頻旁路電容器（C?。╇娙輰蛔冸娏鞯淖饔茫喝菘梗?）反映電容對交流的阻礙作用（2）影響容抗大小的因素電容越大，交流的頻率越高，電容器對交流的阻礙作用就越小，容抗越小。應(yīng)用（1）隔直電容：隔直流，通交流。（2）高頻旁路電容：讓高頻交流信號通過電容，而將低頻信號送到下一級。作用：通高頻，阻低頻。3。能量的轉(zhuǎn)化：電能和電場能往復(fù)轉(zhuǎn)化通交流，隔直流隔直電容器高頻旁路電容器（C?。╇娙輰?1、如圖所示，從ab端輸入的交流含有高頻和低頻成分，為了使R上盡可能少地含有高頻成分，采用圖示電路，其L的作用是________________，C的作用是__________。解析：因L有“通低頻、阻高頻”的特點(diǎn)，因此L的作用是阻擋高頻成分；而通過L后還有少量的高頻成分，利用C“通高頻、阻低頻”的特點(diǎn)，使絕大部分高頻成分從C流過。阻擋高頻成分使絕大部分高頻成分從C流過高頻扼流圈高頻旁路電容1、如圖所示，從ab端輸入的交流含有高頻和低頻成分，為了使R42、如圖所示，當(dāng)交流電源的電壓（有效值）U＝220V、頻率f＝50Hz時，三只燈A、B、C的亮度相同（L無直流電阻）。（1）將交流電源的頻率變?yōu)閒＝100Hz，則（

）（2）將電源改為U＝220V的直流電源，則（）A．A燈比原來亮B．B燈比原來亮C．C燈和原來一樣亮D．C燈比原來亮

ACBC直流電只受直流電阻的影響。線圈除受直流電阻的影響還受感抗的阻礙作用串聯(lián)分壓2、如圖所示，當(dāng)交流電源的電壓（有效值）U＝220V、頻率f5~~后級輸入前級輸出3.在電子技術(shù)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(yīng)并聯(lián)還是串聯(lián)接入電路？右圖所示的接法對嗎？為什么？解：電容器應(yīng)串聯(lián)接入電路，圖示接法是正確的。由于電容器串聯(lián)接入電路，，直流成分不能通過，而交流成分可以通過電容器被輸出到下一級裝置。~~后級輸入前級輸出3.在電子技術(shù)中，從某一裝置輸出的電流常6

4.在電子技術(shù)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(lián)一個電容器就可以達(dá)到目的（如右圖）。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。后級輸入前級輸出答：電容器對高頻成分的容抗小，對低頻成分的容抗大，如圖這樣聯(lián)接，高頻成分就通過“旁路”的電容器，而低頻成分輸送到下一級裝置?？梢姡涸陔娮蛹夹g(shù)中，電容廣泛應(yīng)用。4.在電子技術(shù)中，從某一裝置輸出的交流常常既有高頻成71、傳感器的概念：2、傳感器的工作原理：3、敏感元件：（1）光敏電阻（光電傳感器）（2）熱敏電阻和熱電阻（溫度傳感器）（3）電容式傳感器（位移傳感器）（4）霍爾元件（磁傳感器）非電學(xué)量敏感元件轉(zhuǎn)換器件轉(zhuǎn)換電路電學(xué)量傳感器是指這樣一類元件：它能夠感受諸如力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等非電學(xué)量，并能把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為電壓、電流等電學(xué)量，或轉(zhuǎn)換為電路的通斷。（5）干簧管（磁場傳感器）傳感器：采集信息，一般轉(zhuǎn)化電學(xué)量1、傳感器的概念：2、傳感器的工作原理：3、敏感元件：非電學(xué)8制作傳感器的常用元器件1、光敏電阻光敏電阻實(shí)物圖光照情況受光表面暴露受光表面遮住電阻阻值電阻小電阻大光敏電阻能夠把光照強(qiáng)弱這個光學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個電學(xué)量特點(diǎn)作用制作傳感器的常用元器件1、光敏電阻光敏電阻實(shí)物圖光照情況受光9例1．如圖所示，R1、R2為定值電阻，L是小燈泡，R3為光敏電阻，當(dāng)照射光強(qiáng)度增大時，（）A．電壓表的示數(shù)增大B．R2中電流減小C．小燈泡的功率增大D．電路的路端電壓增大R3RIU1(=IR1)U2(=E-Ir-U1)U(=E-Ir)IL=I-I2。ABC動態(tài)分析例1．如圖所示，R1、R2為定值電阻，L是小燈泡，R3為光敏102、熱敏電阻和金屬熱電阻金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，電阻增大，用金屬絲可以制作溫度傳感器，稱為熱電阻，常用的一種熱電阻是用鉑制作的。與金屬不同，溫度上升時，有些半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力增強(qiáng)，電阻增小，因此可以用半導(dǎo)體材料制作熱敏電阻。與熱敏電阻相比，金屬熱電阻的化學(xué)穩(wěn)定性好，測溫范圍大，但靈敏度較差。熱敏電阻或金屬熱電阻能夠把溫度這個熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個電學(xué)量特點(diǎn)作用2、熱敏電阻和金屬熱電阻金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，電阻11例2.有定值電阻、熱敏電阻、光敏電阻三只元件分別接入如圖所示電路中A、B兩點(diǎn)后，用黑紙包住元件置入熱水中，觀察歐姆表的示數(shù)，下列說法正確的是（）ABA.置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)變化較大，這只元件一定是熱敏電阻B.置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)不變化，這只元件一定是定值電阻C.用黑紙包住與不用黑紙包住元件相比，歐姆表示數(shù)變化較大，這只元件一定是光敏電阻D.用黑紙包住與不用黑紙包住元件相比，歐姆表示數(shù)相同，這只元件一定是定值電阻ACD例2.有定值電阻、熱敏電阻、光敏電阻三只元件分別接入如圖所12圖丙是測量

的電容式傳感器，原理是

。

固定電極可動電極F丙壓力F由于C∝1/d，壓力F作用在可動電極上，引起極板間距d的變化，通過測出C的變化，測量壓力F的變化。圖丁是測量

的電容式傳感器，原理是

。

極板電介質(zhì)丁x位移x由于C隨著電介質(zhì)進(jìn)入極板間的長度發(fā)生變化，通過測出C的變化，測量位移x的變化。3.電容式傳感器圖丙是測量的電容式傳感器13例3.隨著生活質(zhì)量的提高，自動干手機(jī)已進(jìn)入家庭，洗手后，將濕手靠近自動干手機(jī)，機(jī)內(nèi)的傳感器便驅(qū)動電熱器加熱，有熱空氣從機(jī)內(nèi)噴出，將濕手烘干。手靠近干手機(jī)能使傳感器工作，是因?yàn)椋ǎ〢.改變了濕度B.改變了溫度C.改變了磁場D.改變了電容

D例3.隨著生活質(zhì)量的提高，自動干手機(jī)已進(jìn)入家庭，洗手后，將14待測壓力F固定電極膜片電極例4．傳感器是一種采集信號的重要器件，如圖是一種測定壓力的電容式傳感器，當(dāng)待測壓力F作用于可動膜片產(chǎn)生變形，引起電容的變化，若將電容器、靈敏電流計和電源串聯(lián)接成閉合電路，那么（）A．當(dāng)F向上壓膜片電極時，電容將減小B．當(dāng)F向上壓膜片電極時，電容將增大C．若電流計有示數(shù)，則壓力F發(fā)生變化D．若電流計有示數(shù)，則壓力F不發(fā)生變化C=εs/4Kπd,b變小。Q=CU,U不變，C變大。BC待測壓力F固定電極膜片電極例4．傳感器是一種采集信號的重要器15電阻傳感器的應(yīng)用[例5]熱敏電阻是傳感電路中常用的電子元件，現(xiàn)用伏安法研究電阻在不同溫度下的伏安特性曲線，要求特性曲線盡可能完整．已知常溫下待測熱敏電阻的阻值約4Ω～5Ω.將熱敏電阻和溫度計插入帶塞的保溫杯中，杯內(nèi)有一定量的冷水，其他備用的儀表和器具有：盛有熱水的熱水瓶(圖中未畫出)、電源(3V、內(nèi)阻可忽略)、直流電流表(內(nèi)阻約1Ω)、直流電壓表(內(nèi)阻約5kΩ)、滑動變阻器(0～20Ω)、開關(guān)、導(dǎo)線若干．(1)在圖(a)中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖．(2)根據(jù)電路圖，在圖(b)所示的實(shí)物圖上連線．(3)簡要寫出完成接線后的主要實(shí)驗(yàn)步驟．電阻傳感器的應(yīng)用[例5]熱敏電阻是傳感電路中常用的電子元件，16[解析]常溫下待測熱敏電阻的阻值R1(約4Ω～5Ω)較小，應(yīng)該選用安培表外接法．熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小，熱敏電阻兩端的電壓由零逐漸增大，滑動變阻器選用分壓式．(1)實(shí)驗(yàn)電路如圖所示．(2)根據(jù)電路圖，連接實(shí)物圖如下圖所示．(3)完成接線后的主要實(shí)驗(yàn)步驟：①往保溫杯里加一些熱水，待溫度計穩(wěn)定時讀出溫度計值；②調(diào)節(jié)滑動變阻器，快速測出幾組電壓表和電流表的值；③重復(fù)①和②，測量不同溫度下的數(shù)據(jù)；④繪出各測量溫度下的熱敏電阻的伏安特性曲線．[解析]常溫下待測熱敏電阻的阻值R1(約4Ω～5Ω)較17再見！再見！18第三講：電感和電容對交流電的作用傳感器夏邑高中高三物理第三講：電感和電容對交流電的作用夏19通直流，阻交流通低頻，阻高頻電感對交變電流的作用：低頻扼流圈（L大）高頻扼流圈（L?。╇姼?、電容對交流電的作用感抗（1）反映電感對交變電流阻礙作用的大小。（2）影響感抗大小的因素①內(nèi)因自感系數(shù)越大②外因交流的頻率f.具體關(guān)系：（a）低頻扼流圈：（b）高頻扼流圈：“通直流、阻交流”。通過低頻，阻高頻。通直流，阻交流電感對交變電流的作用：低頻扼流圈（L大）高20通交流，隔直流通高頻，阻低頻隔直電容器高頻旁路電容器（C?。╇娙輰蛔冸娏鞯淖饔茫喝菘梗?）反映電容對交流的阻礙作用（2）影響容抗大小的因素電容越大，交流的頻率越高，電容器對交流的阻礙作用就越小，容抗越小。應(yīng)用（1）隔直電容：隔直流，通交流。（2）高頻旁路電容：讓高頻交流信號通過電容，而將低頻信號送到下一級。作用：通高頻，阻低頻。3。能量的轉(zhuǎn)化：電能和電場能往復(fù)轉(zhuǎn)化通交流，隔直流隔直電容器高頻旁路電容器（C?。╇娙輰?11、如圖所示，從ab端輸入的交流含有高頻和低頻成分，為了使R上盡可能少地含有高頻成分，采用圖示電路，其L的作用是________________，C的作用是__________。解析：因L有“通低頻、阻高頻”的特點(diǎn)，因此L的作用是阻擋高頻成分；而通過L后還有少量的高頻成分，利用C“通高頻、阻低頻”的特點(diǎn)，使絕大部分高頻成分從C流過。阻擋高頻成分使絕大部分高頻成分從C流過高頻扼流圈高頻旁路電容1、如圖所示，從ab端輸入的交流含有高頻和低頻成分，為了使R222、如圖所示，當(dāng)交流電源的電壓（有效值）U＝220V、頻率f＝50Hz時，三只燈A、B、C的亮度相同（L無直流電阻）。（1）將交流電源的頻率變?yōu)閒＝100Hz，則（

）（2）將電源改為U＝220V的直流電源，則（）A．A燈比原來亮B．B燈比原來亮C．C燈和原來一樣亮D．C燈比原來亮

ACBC直流電只受直流電阻的影響。線圈除受直流電阻的影響還受感抗的阻礙作用串聯(lián)分壓2、如圖所示，當(dāng)交流電源的電壓（有效值）U＝220V、頻率f23~~后級輸入前級輸出3.在電子技術(shù)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(yīng)并聯(lián)還是串聯(lián)接入電路？右圖所示的接法對嗎？為什么？解：電容器應(yīng)串聯(lián)接入電路，圖示接法是正確的。由于電容器串聯(lián)接入電路，，直流成分不能通過，而交流成分可以通過電容器被輸出到下一級裝置。~~后級輸入前級輸出3.在電子技術(shù)中，從某一裝置輸出的電流常24

4.在電子技術(shù)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(lián)一個電容器就可以達(dá)到目的（如右圖）。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。后級輸入前級輸出答：電容器對高頻成分的容抗小，對低頻成分的容抗大，如圖這樣聯(lián)接，高頻成分就通過“旁路”的電容器，而低頻成分輸送到下一級裝置。可見：在電子技術(shù)中，電容廣泛應(yīng)用。4.在電子技術(shù)中，從某一裝置輸出的交流常常既有高頻成251、傳感器的概念：2、傳感器的工作原理：3、敏感元件：（1）光敏電阻（光電傳感器）（2）熱敏電阻和熱電阻（溫度傳感器）（3）電容式傳感器（位移傳感器）（4）霍爾元件（磁傳感器）非電學(xué)量敏感元件轉(zhuǎn)換器件轉(zhuǎn)換電路電學(xué)量傳感器是指這樣一類元件：它能夠感受諸如力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等非電學(xué)量，并能把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為電壓、電流等電學(xué)量，或轉(zhuǎn)換為電路的通斷。（5）干簧管（磁場傳感器）傳感器：采集信息，一般轉(zhuǎn)化電學(xué)量1、傳感器的概念：2、傳感器的工作原理：3、敏感元件：非電學(xué)26制作傳感器的常用元器件1、光敏電阻光敏電阻實(shí)物圖光照情況受光表面暴露受光表面遮住電阻阻值電阻小電阻大光敏電阻能夠把光照強(qiáng)弱這個光學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個電學(xué)量特點(diǎn)作用制作傳感器的常用元器件1、光敏電阻光敏電阻實(shí)物圖光照情況受光27例1．如圖所示，R1、R2為定值電阻，L是小燈泡，R3為光敏電阻，當(dāng)照射光強(qiáng)度增大時，（）A．電壓表的示數(shù)增大B．R2中電流減小C．小燈泡的功率增大D．電路的路端電壓增大R3RIU1(=IR1)U2(=E-Ir-U1)U(=E-Ir)IL=I-I2。ABC動態(tài)分析例1．如圖所示，R1、R2為定值電阻，L是小燈泡，R3為光敏282、熱敏電阻和金屬熱電阻金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，電阻增大，用金屬絲可以制作溫度傳感器，稱為熱電阻，常用的一種熱電阻是用鉑制作的。與金屬不同，溫度上升時，有些半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力增強(qiáng)，電阻增小，因此可以用半導(dǎo)體材料制作熱敏電阻。與熱敏電阻相比，金屬熱電阻的化學(xué)穩(wěn)定性好，測溫范圍大，但靈敏度較差。熱敏電阻或金屬熱電阻能夠把溫度這個熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個電學(xué)量特點(diǎn)作用2、熱敏電阻和金屬熱電阻金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，電阻29例2.有定值電阻、熱敏電阻、光敏電阻三只元件分別接入如圖所示電路中A、B兩點(diǎn)后，用黑紙包住元件置入熱水中，觀察歐姆表的示數(shù)，下列說法正確的是（）ABA.置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)變化較大，這只元件一定是熱敏電阻B.置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)不變化，這只元件一定是定值電阻C.用黑紙包住與不用黑紙包住元件相比，歐姆表示數(shù)變化較大，這只元件一定是光敏電阻D.用黑紙包住與不用黑紙包住元件相比，歐姆表示數(shù)相同，這只元件一定是定值電阻ACD例2.有定值電阻、熱敏電阻、光敏電阻三只元件分別接入如圖所30圖丙是測量

的電容式傳感器，原理是

。

固定電極可動電極F丙壓力F由于C∝1/d，壓力F作用在可動電極上，引起極板間距d的變化，通過測出C的變化，測量壓力F的變化。圖丁是測量

的電容式傳感器，原理是

。

極板電介質(zhì)丁x位移x由于C隨著電介質(zhì)進(jìn)入極板間的長度發(fā)生變化，通過測出C的變化，測量位移x的變化。3.電容式傳感器圖丙是測量的電容式傳感器31例3.隨著生活質(zhì)量的提高，自動干手機(jī)已進(jìn)入家庭，洗手后，將濕手靠近自動干手機(jī)，機(jī)內(nèi)的傳感器便驅(qū)動電熱器加熱，有熱空氣從機(jī)內(nèi)噴出，將濕手烘干。手靠近干手機(jī)能使傳感器工作，是因?yàn)椋ǎ〢.改變了濕度B.改變了溫度C.改變了磁場D.改變了電容

D例3.隨著生活質(zhì)量的提高，自動干手機(jī)已進(jìn)入家