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- 2021-05-22 发布
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电感和电容对交变电流的影响
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情境导入
课程目标
1.通过实验了解电感器对交变电流的阻碍作用,能够运用所学知识分析含有电感的简单交变电路
2.通过实验了解电容器对交变电流的阻碍作用,能够分析简单交变电路中电容器的作用
3.简单了解电感器和电容器在电工和电子技术中的应用
一、电感器对交变电流的阻碍作用
1.实验探究:电感器对交变电流的阻碍作用
(1)实验电路(如图)
(2)实验方法:把线圈L与白炽灯串联起来,先把它们接到直流电源上,再把它们接到交流电源上。取直流电源的电压与交流电源电压的有效值相等。观察两种情况下灯泡的亮度。
(3)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。
(4)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:表示电感对交变电流阻碍作用的大小。
(2)影响感抗大小的因素:线圈的自感系数越大、交流的频率越高,感抗越大。
3.感抗的应用
低频扼流圈
高频扼流圈
自感系数
较大
较小
作用
通直流、阻交流
通直流、通低频、阻高频
思考低频扼流圈对高频交变电流能起到较大的阻碍作用吗?高频扼流圈对低频交变电流呢?
提示:能。不能。
二、交变电流能够通过电容器
1.实验探究:交变电流能够通过电容器
(1)实验电路(如图)
(2)实验方法:把电容器C与灯泡串联起来,先把它们接到直流电源上,再把它们接到交流电源上。取直流电源的电压与交流电源电压的有效值相等,再观察灯泡的发光情况。
(3)实验现象:电路中串有电容器时,接通直流电源,灯泡不亮;接通交流电源,灯泡亮。
(4)实验结论:交变电流能够通过电容器,直流不能通过电容器。
2.交变电流“通过”电容器的本质
电容器交替进行充电和放电,电路中就有了电流,好像是交变电流“通过”了电容器,但实际上自由电荷没有通过电容器两极板间的绝缘介质。
思考交变电流通过电容器,自由电荷是否真正通过了两极板间的绝缘介质?
提示:不是。电路中之所以有电流,是因为交流电源对电容器不断充电、放电形成的。
三、电容器对交变电流的阻碍作用
1.实验探究:电容器对交变电流的阻碍作用
(1)实验电路(如图)
(2)实验方法:①把电容器C与灯泡串联起来,先把它们接到交流电源上,再把电容器换成直导线,观察灯泡的发光情况。②在甲图中,若保持交流电源不变,而改用电容大的电容器,或保持电容器的电容不变,而改用频率更高的交流电源,观察灯泡的发光情况。
(3)实验现象:①灯泡直接接到交流电源上,灯泡要比有电容器时更亮。②电容器的电容增大或者交变电流的频率更高时,灯泡比原来更亮。
(4)实验结论:电容器对交变电流有阻碍作用。
2.容抗
(1)物理意义:表示电容对交变电流阻碍作用的大小。
(2)影响容抗大小的因素:电容器的电容越大,交流的频率越高,容抗越小。
3.应用
电容器具有“通交流、隔直流,通高频、阻低频”的作用。
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