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【物理】5.3《电感和电容对交变电流的影响》学案导学(新人教版选修3-2)


5.3 一、要点扫描 电感和电容对交变电流的影响 1、电感器对交变电流的阻碍作用 ⑴ 原理:将交变电流通入电感线圈,由于线圈中的电流大小和方向都时刻变化,根据电 磁感应原理,电感线圈中必产生自感电动势,以阻碍电流的变化,因此交流电路的电感线圈 对交变电流有阻碍作用。 ⑵ 影响电感器对交变电流阻碍作用大小的因素:感抗的大小与线圈的自感系数和交流电 的频率。 ⑶ 电感器在电路中的作用:通直流,阻交流;通低频,阻高频。 “通直流,阻交流”这是对两种不同类型的电流而言的,因为(恒定)直流电的电流不 变化,不能引起自感现象,交流电的电流时刻改变,必有自感电动势产生来阻碍电流的 变化。 “通低频,阻高频”这是对不同频率的交流而言的,因为交变电流的频率越高, 电流变化越快,自感作用越强,感抗也就越大。 ⑷ 应用:扼流圈 扼流圈是利用电感阻碍交变电流的作用制成的电感线圈。分低频扼流圈和高频扼流圈 两类: 低频扼流圈 构造:线圈绕在铁芯上,匝数多,自感系数大,电阻较小 作用:通直流,阻交流 高频扼流圈 构造:线圈绕在铁氧体上,匝数少,自感系数小(铁芯易磁化使自感系数增大,铁 氧体不易磁化,自感系数很小) 作用:通低频,阻高频 2、 电容器对交变电流的阻碍作用 ⑴ 原理:当电源电压推动电路中形成电流的自由电荷向某一方向做定向移动的时候, 电容器两极板上积累的电荷要反抗自由电荷向这个方向做定向移动,因此交流电路的电 容对交变电流有阻碍作用。 ⑵ 影响电容器对交变电流阻碍作用大小的因素:电容器的电容和交流的频率。 频率一定,则电容器充(放)电时间一定,又因电压一定,根据 Q=CU 可知,C 大的电 容充入(或放出)的电量多,因此充电(或放电)的的速率就大,所以电流也就越大,容抗 越小;而 C 一定时,电容器充入(或放出)的电量一定,频率越高,电容器充(放)电的时 间越短,充电(或放电)的速率越大,容抗也越小。 第 1 页 共 5 页 ⑶ 电容器在电路中的作用:通交流,隔直流;通高频,阻低频。 信号和交流信号,如图 1 所示,该电路就起到“隔直流,通交流”的作用;在电子 技术中,从某一装置输出的电流常常既有高频成分,又有低频成分,若在下一级电路的 输入端并联一个电容器, 就可只把低频成分的交流信号输送到下一级装置, 如图 2 所示, 具有这种“通高频,阻低频”用途的电容器叫高频旁路电容器。 3、难点辨析:为什么交变电流能够通过电容器? 电容器的两级板之间是绝缘的,不论是恒定电流还是交变电流,自由电荷都不 能通过两极板之间的绝缘体(电介质) 。通常所说的交变电流“通过”电容器,并非 有自由电荷穿过了电容器,而是在交流电源的作用下,当电压升高时,电容器充电, 电容器极板上的电荷量增多,形成充电电流,当电压降低时,电容器放电,电容器 极板上的电荷量减少,形成放电电流,由于电容器反复不断地充电和放电,使电路 中有持续的交变电流,表现为交变电流“通过”了电容器。 4、电阻、电感器、电容器对对交变电流阻碍作用的区别与联系 电阻 定向移动的自由电荷 产生的原因 与不动的离子间的碰 撞 电感器 由于电感线圈的 自感现象阻碍电 流的变化 只对变化的电流 电容器 电容器两极板上积累的电 荷对向这个方向定向移动 的电荷的反抗作用 不能通直流, 只能通变化的 在电路中的 特点 对直流、交流均有阻 如交流有阻碍作 碍作用 用 电流. 对直流的阻碍作用无 限大, 对交流的阻碍作用随 频率的降低而增大 由导体本身(长短、 决定 因 粗细、材料)决定, 素 与温度有关 电

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