《電感和電容對交變電流的影響》

5.3電感和電容對變電流的影響

1．實驗探究如圖5－3－1所示，取直流電源電壓與交流電源電壓有效值相等。圖5－3－1(1)實驗現(xiàn)象：接通直流電源時，燈泡亮些；接通交流電源時，燈泡暗些。

(2)實驗結(jié)論：電感線圈對交變電流有阻礙作用。

2．感抗

(1)物理意義：表示電感線圈

的大小。

(2)影響感抗大小的因素：線圈的自感系數(shù)

，交流的頻率

，感抗越大。對電流的阻礙作用越大越高3．感抗的應(yīng)用類型區(qū)別低頻扼流圈高頻扼流圈自感系數(shù)較大較小感抗大小較大較小作用通

、阻

通

、通

，阻

直流交流低頻直流高頻1．交變電流能夠通過電容器(1)實驗電路(如圖5－3－2所示)圖5－3－2(2)實驗現(xiàn)象：電路中串有電容器時，接通

電源，燈泡不亮，接通

電源，燈泡亮。

(3)實驗結(jié)論：

能夠通過電容器，

不能通過電容器。

2．電容器對交變電流的阻礙作用

(1)容抗：表示電容對

阻礙作用的大小。

(2)影響容抗大小的因素：電容器的電容

，交變電流的頻率

，容抗越小。

(3)應(yīng)用：電容器具有“隔直流，通交流”的作用。直流交變電流直流交變電流越大越高交流(1)電容器對交變電流的阻礙作用：電源電壓推動自由電荷定向移動時，電容器極板上積累的電荷會阻礙自由電荷向此方向做定向運動，這就產(chǎn)生了電容器對交變電流的阻礙作用。

(2)決定容抗的兩個因素：交流電的頻率和電容器的電容。(4)電容器在電路中的作用：交變電流的頻率越高，電容器充電時集聚的電荷相對較少，對電荷運動的阻礙作用越小，容抗也越小。同理，電容器的電容越大，容納電荷的本領(lǐng)越大，充放電時所受的阻礙越小，容抗也就越小，所以電容有“通交流，隔直流，通高頻，阻低頻”的作用。2．電阻、感抗、容抗的比較電阻感抗容抗產(chǎn)生的原因定向移動的自由電荷與不動的離子間的碰撞由于電感線圈的自感現(xiàn)象阻礙電流的變化電容器兩極板上積累的電荷對向這個方向定向移動的電荷的反抗作用電阻感抗容抗在電路中的特點對直流、交流均有阻礙作用只對變化的電流，如交變電流有阻礙作用不能通直流，只能通變化的電流。對直流的阻礙作用無限大，對交流的阻礙作用隨頻率的降低而增大電阻感抗容抗決定因素由導(dǎo)體本身(長短、粗細、材料)決定，與溫度有關(guān)由線圈本身的自感系數(shù)和交流的頻率決定由電容的大小和交流的頻率決定電能的轉(zhuǎn)化與做功電流通過電阻做功，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能電能和磁場能往復(fù)轉(zhuǎn)化電能與電場能往復(fù)轉(zhuǎn)化1.電容器的應(yīng)用

(1)隔直電容器，如圖5－3－3所示。作用是“通交流、隔直流”，因為直流電不能通過電容器，交流電能“通過”電容器。起這樣作用的電容器電容要大些。圖5－3－3(2)高頻旁路電容器，如圖5－3－4所示，作用是“通高頻、阻低頻”，因為對不同頻率的交流電，頻率越高，容抗越小，頻率越低，容抗越大，即電容對低頻交變電流阻礙作用大。對高頻交變電流阻礙作用小，起這樣作用的電容器電容要小些。圖5－3－42．電感器的應(yīng)用

(1)低頻扼流圈：可起到“通直流、阻交流”的作用。

(2)高頻扼流圈：可起到“通直流、通低頻、阻高頻”的作用。

3．電感和電容的組合應(yīng)用根據(jù)電感、電容對交變電流阻礙作用的特點，可以將二者結(jié)合到一起來完成一定的任務(wù)。(1)如果將電容器與負載并聯(lián)，然后與電感線圈串聯(lián)，就能更好的起到濾掉電流中交流成分或高頻成分的作用，如圖5－3－5所示。圖5－3－5(2)如果將電感線圈與負載并聯(lián)，然后與電容器串聯(lián)，就能更好的起到濾掉電流中直流成分和低頻成分的作用，如圖5－3－6所示。圖5－3－6例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，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，使絕大部分高頻成分從C流過。P.39說一說變式訓(xùn)練：1、如圖所示，線圈L的自感系數(shù)和電容器的電容C都很小（如L＝100μH，C＝100pF）。此電路的主要作用是---------（）A．阻直流、通交流，輸出交流B．阻交流、通直流，輸出直流C．阻低頻、通高頻，輸出高頻交變電流D．阻高頻、通低頻，輸出低頻交變電流和直流電D例2、如圖所示，當交流電源的電壓（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變式訓(xùn)練：

2、如圖所示，甲、乙是規(guī)格相同的燈泡，A、B兩端加直流電壓時，甲燈正常發(fā)光，乙燈完全不亮；當A、B兩端加上有效值和直流電壓相等的交流電壓時，甲燈發(fā)出微弱的光，乙燈能正常發(fā)光。下列說法正確的有：（）BCA．與甲燈串聯(lián)的元件X是電容器B．與乙燈串聯(lián)的元件Y是電容器C．與甲燈串聯(lián)的元件X是電感線圈D．與乙燈串聯(lián)的元件Y是電感線圈小結(jié)：通直流，阻交流

通低頻，阻高頻

電容對交變電流的作用：通交流，