5.1 -5.3

null5.1 交 变 电 流5.1 交 变 电 流直流电(DC) 电流方向不随时间而改变直流电(DC) 电流方向不随时间而改变一、交变电流一、交变电流按下图所示进行实验演示交变电流(AC)交变电流(AC)交变电流(交流):大小和方向都随时间做周期性变化的电流.交流发电机模型的原理简图交流发电机模型的原理简图二、交变电流的产生二、交变电流的产生 矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动null 　 为了能更方便地说明问题，我们将立体图转化为平面图来分析. null(甲) B⊥S， Φ最大， E=0 , I=0 中性面没有边切割磁感应线nullB∥S，φ=0，E最大，I最大， 感应电流方向b到a(乙)a（b）、d（c）边垂直切割磁感应线，null(丙)B⊥S， Φ最大， E=0 , I=0 中性面nullB∥S，φ=0，E最大，I最大， 感应电流方向a到bnull 设正方形线圈的边长为L，在匀强磁场B中绕垂直于磁场的对称轴以角速度匀速转动，如图所示，ab和cd边垂直于纸面，转轴为O．1、线圈转动一周，电流方向改变多少次？ 2、线圈转到什么位置时磁通量最大？这时感应电动势是最大还是最小？ 3、线圈转到什么位置时磁通量最小？这时感应电动势是最大还是最小？ 回答问题：4、试推导感应电动势大小的变化规律。null 1．中性面：线圈平面与磁感线垂直的位置叫做中性面． （1）线圈经过中性面时，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率为零（ ab和cd边都不切割磁感线），线圈中的电动势为零． （2）线圈经过中性面时，电流将改变方向，线圈转动一周，两次经过中性面，电流方向改变两次．null 三．交变电流的变化规律 　　以线圈经过中性面开始计时，在时刻t线圈中的感应电动势（ab和cd边切割磁感线 ）e为电动势在时刻t的瞬时值， Em为电动势的最大值（峰值）．=NB ωSnull成立条件：转轴垂直匀强磁场，经中性面时开始计时． 四、交流电的图像 四、交流电的图像 null五、交变电流的种类(1)正弦交流电(2)示波器中的锯齿波扫描电压(3)电子计算机中的矩形脉冲(4)激光通信中的尖脉冲null1、交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化的电流。3、交变电流的变化规律： （1）方向变化规律-------线圈平面每经过中性面一次，感应电流的方向就改变一次；线圈转动一周，感应电流的方向改变两次。 （2）大小变化规律-------按正弦规律变化： e=Emsinωt Em=NBSω叫电动势的最大值 i=Imsinωt Im=Em/R叫电流的最大值 u=Umsinωt Um=ImR叫电压的最大值 小结2、矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动null１、交变电流：　　　　和　 　　都随时间 做　　 的电流叫做交变电流． 电压和电流随时间按　　　　　　变化的交流电叫正弦交流电． ２、交流电的产生：矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的中心轴匀速旋转时，线圈中就会产生　　　　　　　． ３、当线圈平面垂直于磁感线时，线圈各边都　　 不切割磁感线，线圈中没有感应电流，这样的位置叫做　　　　．线圈平面每经过　 　 中性面一次，感应电流方向就改变一次，因此线圈转动一周，感应电流方向改变　　　　． 大小方向周期性变化正弦规律感应电流中性面两次null４、线圈从中性面开始转动，角速度是，线圈中的感应电动势的峰值是Em，那么在任一时刻t感应电动势的瞬时值e为　　　　　　　 　． 若线圈电阻为Ｒ，则感应电流的瞬时值Ｉ为　　　　　　　　． e= Emsinωti= (Em/R)·sinωtnull1. 矩形线圈在匀强磁场中匀速转动。设线圈ab边长为20cm，ad边长为10cm，磁感应强度 B=0.01T，线圈的转速n=50r/s，求：电动势的最大值及对应的线圈位置。0.0628V 线圈平面与磁场方向平行。 2. 如图所示：匝数为N、面积为S的矩形线圈在匀强磁场B中匀速转动，角速度为ω，求线圈从图示位置转过180度时间内的平均感应电动势。交流发电机简介交流发电机简介nullnull ５、交流发电机有两种，即 　 和　　　　　　．其中转动的部分叫　　　，不动的部分叫　　　　　　．发电机转子是由　　　　　　、　　　　　　或其它动力机带动．旋转磁极式旋转电枢式转子定子水轮机蒸汽轮机null　　　穿过闭合电路的磁通量发生变化时，产生感应电流，而磁通量变化的方式不同，产生的感应电流也不同，感应电流可以是恒定的，可以是变化的，可以是周期性变化的，本节我们将研究一种十分重要的周期性变化的电流——正弦式交变电流． 直流电:电流方向不随时间而改变直流电:电流方向不随时间而改变一、交变电流的产生一、交变电流的产生按下图所示进行实验演示nullnull实验现象：缓慢转动线圈时，电流计指针在左右摇动，线圈每转一周，指针左右摆动一次．1．交变电流：大小和方向都随时间作周期变化的电流，叫做交变电流，简称交流 ． 2．闭合的线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，产生交流，但这不是产生交流的惟一方式．null 设正方形线圈的边长为L，在匀强磁场B中绕垂直于磁场的对称轴以角速度匀速转动，如图所示，ab和cd边垂直于纸面，转轴为O．1、线圈转动一周，电流方向改变多少次？ 2、线圈转到什么位置时磁通量最大？这时感应电动势是最大还是最小？ 3、线圈转到什么位置时磁通量最小？这时感应电动势是最大还是最小？看动画回答问题：null 　 为了能更方便地说明问题，我们将立体图转化 为平面图来分析. null(甲) B⊥S，φ最大，各边不切割磁感应线，无感应电流——中性面 E=0 , I=0，Φ有最大值nullB∥S，φ=0， a（b）d（c）垂直切割， E最大,感应电流最大,电流方向a —>b (乙)nullB⊥S，φ最大，各边不切割磁感应线，无感应电流——中性面(丙)E=0 , I=0，Φ有最大值nullB∥S，φ=0，垂直切割， E最大,感应电流最大,电流方向b—>anull特点：a. 磁通量Φ为0 b. E最大，磁通量的变化率ΔΦ/Δt最大 返回（1）（甲）（丙）中性面（线圈与磁感线垂直的平面）（2）（乙）（丁）最大值面（线圈垂直中性面）a. 磁通量Φ最大b. E＝0，磁通量的变化率ΔΦ/Δt为零c. 当线圈转至中性面时，电流方向发 生改变d. 线圈转动一周电流方向改变两次 null 　　以线圈经过中性面开始计时，在时刻t线圈中的感应电动势（ab和cd边切割磁感线 ）e为电动势在时刻t的瞬时值， Em为电动势的最大值．=B ωS二、交变电流的变化规律Em ＝NBSωnull 设线圈平面从中性面开始转动，角速度是ω．经过时间t，线圈转过的角度是ωt，cd边的线速度v的方向跟磁感线方向间的夹角也等于ωt．ab、cd宽L1，ad、bc长L2 ，磁感应强度是B. cd边中的感应电动势就是ab 边中的感应电动势跟cd边中的大小相同，而且两边又是串联的所以，这一瞬间整个线圈感应电动势 null成立条件：转轴垂直匀强磁场，经中性面时开始计时． null2、交变电流的变化规律e=nBsωsinωt=Emsinωt(从中性面开始计时)e=nBsωcosωt=Emcosωt(从B∥S开始计时)i=(nBsω/R)sinωt=Imsinωt(从中性面开始计时) i=(nBsω/R)cosωt=Imcosωt(从从B∥S开始计时) u=Umsinωt(从中性面开始计时)u=Umcosωt(从从B∥S开始计时) (1)感应电动势:(2)感应电流:(3)外电路电阻两端的电压:null 1.建立交流电的瞬时方程必须首先确定Em、ω，同时注意起始位置（是从中性面开始是正弦曲线，e=Emsinωt;从垂直中性面开始是余弦曲线，e=Emcosωt）.2.由Em=N·2BL1v=NBL1L2ω=NBSω=NΦmω可知，峰值Em与线圈的面积有关。而与垂直于磁场方向的转动轴的位置无关，与线圈的形状也无关。3.转速对交变电流的影响：由e=NBSωsinωt可知，当转速增大时，角速度也增大，使得感应电动势随之增大，同时交变电流的变化也加快。交流电的图像 交流电的图像 null3、交变电流的种类(1)正弦交流电(2)示波器中的锯齿波扫描电压(3)电子计算机中的矩形脉冲(4)激光通信中的尖脉冲null　交流发电机 　交流发电机 　　 　　发电机的基本组成? 　　发电机的基本种类? 交流发电机简介交流发电机简介null（1）发电机的基本组成： ①用来产生感应电动势的线圈（叫电枢） ②用来产生磁场的磁极 （2）发电机的基本种类 ①旋转电枢式发电机（电枢动磁极不动） ②旋转磁极式发电机（磁极动电枢不动） 无论哪种发电机，转动的部分叫转子，不动的部分叫定子 null总结： 1.交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化的电流。 2.交变电流的变化规律： 方向变化规律-------线圈平面每经过中性面一次，感应电 流的方向就改变一次；线圈转动一周，感应电流的方向改变两次。 大小变化规律-------按正弦规律变化： e=Emsinωt Em=NBSω叫电动势的最大值 i=Imsinωt Im=Em/R叫电流的最大值 u=Umsinωt Um=ImR叫电压的最大值 null1．在如图所示的几种电流随时间变化的图线中，属于交变电流的是 ，属于正弦交变电流的是 。ABCDA B DAnull2 一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势随时间的变化规律如图所示，下面说法中正确的是： t1时刻通过线圈的磁通量为零； t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大； t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大； 每当e变换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大。 答案： Dnull3. 交流发电机工作时的电动势的变化规律为 e=EmSinωt，如果转子的转速n提高一倍，其它条件不变，则电动 势的变化规律将变化为： A。e=EmSin2ωt B. e=2EmSin2ωt C. e=2EmSin4ωt D. e=2EmSinωt null４、线圈从中性面开始转动，角速度是，线圈中的感应电动势的峰值是Em，那么在任一时刻t感应电动势的瞬时值e为　　　　　　　 　．若线圈电阻为Ｒ，则感应电流的瞬时值Ｉ为　　　　　　　　． e= Emsinωti= Em/(R·sinωt)null5.影响产生感应电动势大小的因素可能是（ ） A.线圈的面积 B.线圈的转速 C.磁场强弱 D.线圈电阻ABCnull 6. 一台发电机产生的按正弦规律变化的感应电动势的最大值为311V，线圈在磁场中转动的角速度是100πrad/s。 （1）写出感应电动势的瞬时值达式。 （2）若该发电机只与含电阻的负载组成闭合电路，电路的总电阻为100Ω，试写出通过负载的电流强度的瞬时表达式、在t=1/120s时电流强度的瞬时值为多少？（3）线圈从中性面转过180度的过程中，电动势的最大值、 平均值分别是多少？ （4）转动过程中磁通量的变化率最大值是多少？答案（1）e=311Sin100πt(V) （2）I=3.11Sin（100π×1/120）=3.11×1/2=1.55（A）（3）E m=311V E=NΔφ/Δt=2NBSω/π≈198V （4）Δφ/Δt=311/N（Wb/s）null 7、手摇发电机转动时，小灯泡为何一闪一闪的呢？ 分析：（1）灯泡发光需要一定的电压，只有大于该值时，才能使灯泡发光。（2）如图所示，当T1 ②由公式P＝I2R得P甲∶P乙＝1∶2． 点拨：对于非正弦交流电，在计算其有效值时，一定要根据有效值的定义，利用热效应关系求解．null 【例3】电路两端的交流电压是u＝Umsin314tV，在t＝0.005s时电压的值为10V，则接在电路两端的电压表读数为多少？ 点拨：交流电表的读数应是交流电的有效值． 参考答案：7.07V。 【例4】下列说法正确的是 [ ] A．在一个周期内电流的方向改变两次 C．若正弦交流电的最大值为10V，则它的最小值为－10V D．演示交流电随时间变化规律时，应采用交流电流表 点拨：线圈每通过中性面一次，电流方向改变一次；只有正弦交流 表的偏向、偏角大小随电流方向、大小发生变化． 参考答案：A null 1．四个接220V交流电的用电器，通电时间相同，则消耗电能最多的是 [ ] A．正常发光的额定功率为100W的灯泡 B．电流最大值的0.6A的电熨斗 C．每秒发热40cal的电热器 D．额定电流I＝0.5A的电烙铁 C 2．下列说法正确的是 [ ] A．用交流电压表测量交流电压时，指针来回摆动 B．一周期内交流的方向改变两次 C．如果交流的最大值是5A，则最小值为－5A D．用电器上所标电压值是交流的有效值 BDnull 3．一电阻接在10V直流电源上，电热功率为P；当它接到电压u＝10sinωtV上时功率为 [ ] A．0.25P B．0.5P C．P D．2P B 4．如图18－12为一交流的电压与时间图像，它的有效值为________V． 4.9Vnullnull一、知识回顾(一)、交变电流： 大小和方向都随时间作周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流。 其中按正弦规律变化的交流叫正弦交流。 （二）、正弦交流的产生及变化规律 1、产生：当线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中产生的交流是随时间按正弦规律变化的。即正弦交流。 2、中性面：匀速旋转的线圈，位于跟磁感线垂直的平面叫做中性面。这一位置穿过线圈的磁通量最大，但切割边都未切割磁感线，或者说这时线圈的磁通量变化率为零，线圈中无感应电动势。null3、规律： （1）、函数表达式：从中性面开始计时，则e=NBSωsinωt 。用Em表示峰值NBSω则e=Emsinωt在纯电阻电路中,电流I=sinωt=Imsinωt，电压u=Umsinωt 。null二、新课教学：1、表征交变电流大小物理量①瞬时值： 对应某一时刻的交流的值 用小写字母表示，e , i , u②峰值： 即最大的瞬时值 用大写字母表示，Um　　Ｉm　　EmEm= NsBω Ｉm=Em/ R注意：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线方向的轴匀速转动时，所产生感应电动势的峰值为ε Em=NBSω，即仅由匝数N，线圈面积S，磁感强度B和角速度ω四个量决定。与轴的具体位置，线圈的形状及线圈是否闭合都是无关的。null表征交流电大小的物理量瞬时值：交变电流某一时刻的值最大值：交变电流的最大瞬时值null③有效值：ⅰ、意义：描述交流电做功或热效应的物理量ⅱ、定义：跟交流热效应相等的恒定电流的值叫做交流的有效值。ⅲ、正弦交流的有效值与峰值之间的关系是。注意：正弦交流的有效值和峰值之间具有的关系，非正弦（或余弦）交流无此关系，但可按有效值的定义进行推导， nullⅳ、交流用电器的额定电压和额定电流指的是有效值；交流电流表和交流电压表的读数是有效值。对于交流电若没有特殊说明的均指有效值。ⅴ、在求交流电的功、功率或电热时必须用交流电的有效值。 交流电压表和电流表通过交流电时，实际上已经由电表内部元件把交流电变成了等效的直流，所以读出的就是交流的有效值，并且电表的指针不会忽左忽右地摆动。null③平均值：求通过某导体截面的电量一定要用平均值。null④周期和频率交流电也用周期和频率来表示变化的快慢 T和f的物理意义：表征交流电变化的快慢，T越小，f越大，交流电变化越快。 我国生产和生活用交流电的周期T＝_______s，频率f＝________Hz，角速度ω＝_______rad/s，在1内电流的方向变化__________次。0.0250314100null表征交流电变化快慢的物理量U/VT周期T：交变电流完成一次周期变化所用的时间频率f：1秒内完成周期性变化的次数T = 1/f ω = 2π/T = 2πfnull 【例1】某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系，如图所示，如果其它条件不变，仅使线圈的转速加倍，则交流电动势的最大值和周期分别变为------------------（ ）A．400V，0.02s B．200V, 0.02s C．400V, 0.08s D．200V, 0.08snull 解析：从图中看出，该交流电的最大值和周期分别是：Em＝100V，T＝0.04s，而最大值Em＝NBSω，周期T＝2π／ω；当线圈转速加倍时，ω’＝2ω，故Em’＝2Em＝200V，T’＝T／2＝0.02s.故选B。null 【练习1】如图所示为某正弦交流电流的图像，求其峰值、周期和角速度，并写出该电流的瞬时值表达式。 null解析：从图中可看出交变电流的周期T＝0.02s，在t＝0.0025s＝T／8时，电流为14.14A，而t＝T／8时线圈从中性面转过的角度为45°。由电流表达式i＝Imsinωt得：14.14＝Imsin45°Im＝14.14／sin45°＝20A而ω＝2π／T＝314rad/s.故此电流的瞬时表达式为i＝20sin314t(A)null【例2】如图表示一交流的电流随时间变化的图像，此交变电流的有效值是多大？null 解析：交流的有效值等于热效应与此交流等效的直流电的值，为分析方便，可选交流电的一个周期进行研究。设此交变电流的有效值为I，根据交流有效值的定义，有：所以：null〖练习2〗如图所示为一交流电的电压随时间变化的图像，求此交流电的电压的有效值。解析：在一个周期T内null[例3]、如图表示一交流随时间变化的图像，求此交流的有效值。解析： null【例4】图中两交变电流通过相同的电阻R。求：（1）分别写出它们的有效值、周期和频率。（2）计算它们在R上产生的功率之比。null解析： （1）图甲为正弦交流电，其有效值I1＝Im／ ＝3.55A，周期T1＝0.4s，频率f1＝2.5Hz；图乙为方波交流电，电流的大小不变、方向作周期变化，由于热效应与电流方向无关，因而它的有效值为5A，周期T2＝0.4s，频率f2＝2.5Hz。 （2）由公式P＝I2R得： P甲:P乙＝I12R:I22R＝（I1／I2）2＝1:2null〖练习3〗一个电阻接在10V的直流电源上，它的发热功率是P，当接到电压为u=10sinωtV的交流电源上，它的发热功率--------------------（ ） A．0.25P B．0.5P C．P D．2P Bnull【例5】如图所示，线圈的面积是0.05㎡，共有100匝；线圈电阻为1Ω，外接电阻R＝9Ω，匀强磁场的磁感应强度为B＝1／πT，当线圈以300r/min的转速匀速旋转时，求：(1)若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时表达式；解析：null(2)线圈转过1／30s时电动势的瞬时值多大；当t＝1／30s时，电动势的瞬时值null(3)电路中电压表和电流表示数各是多少。 电动势的有效值为电流表的示数电压表的示数null（4）线圈每转过一周，外力所做的功。 线圈转动一周外力做的功等于电路中产生的电能T＝2π／ωnull【例6】如图所示，矩形线圈的匝数为n，线圈面积为S，线圈内阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO’轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻为R。在线圈由图示位置转过90°的过程中，求：(1)通过电阻R的电量q；解析： 在此过程中，穿过线圈磁通量变化所用时间 产生的平均电动势为 平均电流为 通过R的电量 null（2）电阻R上产生的焦耳热Q 在此过程中电阻R上的焦耳热为一个周期内产生焦耳热的1／4， null〖练习4〗边长为a的单匝正方形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，以OO’为轴匀速转动，角速度为ω，转轴与磁场方向垂直，线圈电阻为R，求：(1)线圈从图示位置转过T／4的过程中产生的热量Q 解析：null(2)线圈从图示位置转过T／4的过程中通过线圈某截面的电量q 解析：null 【例1】一个矩形线圈abcd，已知ab为L1，ad为L2，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω(从图18－1中位置开始)匀速转动，则线圈中感应电动势的大小为： [ ] C．BL1L2ωsinωt D．BL1L2ωcosωt 解答：应选C． 点拨：感生电动势的最大值为Em＝BL1L2ω，线圈从中性面开始转动．null 【例2】一单匝闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀 为Em，下列说法正确的是[ ] A．当磁通量为零时，感应电动势也为零 B．当磁通量减小时，感应电动势在增大 解答：应选B、D． 时等于其最大值的0.5倍．null 1．交流发电机的线圈转到线圈平面与中性面重合时，下列说法正确的是[ ] A．电流将改变方向 B．磁场方向和线圈平面平行 C．线圈的磁通量最大 D．线圈产生的感应电动势最大 AC 2．关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流，以下说法正确的是[ ] A．线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，感应电动势方向不变 B．线圈每转动一周，感应电流方向就改变一次 C．线圈平面经过中性面一次，感应电动势和感应电流的方向都要改变一次 D．线圈转动一周，感应电动势和感应电流方向都要改变一次 Cnull 3．线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交变电流的图象如图所示，从图18－2可知：[ ] A．在A和C时刻线圈处于中性面位置 B．在B和D时刻穿过线圈的磁通量为零 C．在A时刻到D时刻线圈转过的角度为πrad D．若从O时刻到D时刻经过0.02s，则在1s内交变电流的方向改变100次 D 4．如图18－3中的100匝矩形线圈，ab＝cd＝0.2 m，ad＝bc＝0.1m，磁感强度B＝1T，角速度ω＝5rad/s，则线圈中产生的感应电动势最大值________为V，从中性面开始转动的交流电动势瞬时值为e＝________V． 10．e＝10sin5tnullnull复习：1、描述交变电流的物理量有那些？瞬时值、有效值、最大值、周期、频率2、产生正弦交流电的条件？3、如图所示三种电压有 何不同?若加在同一纯电 阻两端,产生的电功率是 否相同？ 若将上述三种电压 加在自感线圈和电容器 两端会有何不同？ 思考：null新课教学：一、电感线圈对交变电流的作用： 1、电感对交流有阻碍作用 （1）演示实验：电感和电容对交流电的影响\电感对交流电的影响.asfA、实验现象分析：接直流的亮些，接交流的暗些． B、实验结论：电感对直流电没有阻碍作用而对交流电却有。 null2、感抗：表示电感对交变电流的阻碍作用的大小。感抗的大小与自干线圈的自感系数、交变电 流的频率有关：自感系数越大、交流的频率越高， 线圈的感抗越大。具体关系：3、特性：通直流、阻交流，通低频、阻高频。4、应用举例：低频扼流圈和高频扼流圈 nullA、构造：线圈绕在铁心上，匝数多，电阻小。 （1）低频扼流圈B、作用：“通直流、阻交流” 。（2）高频扼流圈 A、构造：线圈绕在铁氧体上，匝数少 B、作用：通过低频，阻高频。电感和电容对交流电的影响\电感对交流电的影响.asf二、电容对交变电流的影响 （1）演示实验：电感和电容对交流电的影响\电容对交流电的影响.asf1、交流电流能通过电容null（3）实验结论：电容器有“通交流，隔直流”的作用。 实验2：2、实验现象分析：——电容通交隔直的原因在上述实验中除去电容实验现象：灯亮了些。通入直流电，灯泡不亮，说明直流 电不能通过电容器，接入交流电时， 灯泡亮了，说明交流能够通过电容器。 （2）实验现象： 电容器通过充电和放电电路中就有了电流， 表现为交流通过了电路。3、电容器对交变电流的阻碍作用 null实验结论：电容器对交流电路存在阻碍作用。（1）容抗与交变电流的频率和电容器的电容有关， 交变电流的频率越高电容器的电容越大， 容抗越小。 （2）公式：4、电容器的特性；通交流、隔直流，通高频、阻低频。 电感和电容对交流电的影响\电容对交流电的影响.asfnull小结：通直流 阻交流 通低频，阻高频． 电容：通交流 隔直流 通高频 阻低频电感：null3.3 电感和电容 对变电流的影响null一、电感对交变电流的阻碍作用1.演示实验现象： 2.感抗（1）反映电感对交变电流阻碍作用的大小。（2）影响感抗大小的因素接直流的亮些，接交流的暗些． 结论：电感对直流电没有阻碍作用对交流电却有 自感系数越大、交流的频率越高， 线圈的感抗越大。具体关系：交变电流频率越高，灯越暗null（4）应用：（a）低频扼流圈：（b）高频扼流圈：分析P41图5.3-33、特性：通直流、阻交流，通低频、阻高频。低频扼流圈和高频扼流圈 A、构造：线圈绕在铁心上，匝数多，感抗大B、作用：“通直流、阻交流” 。A、构造：线圈绕在铁氧体上，匝数少，感抗小 B、作用：通过低频，阻高频。null二．电容对交变电流的阻碍作用1. 演示实验（1）实验现象：通入直流电，灯泡不亮，说明直流电不能通过电容器，接入交流电时，灯泡亮了，说明交流能够通过电容器。 （2）实验结论：电容器有“通交流，隔直流”的作用。 null 电容器通过充电和放电电路中就有了电流， 表现为交流通过了电路。(3)、实验现象分析：——电容通交隔直的原因null(4)、电容器对交变电流的阻碍作用 实验 ：a.在前面实验中除去电容实验现象：灯均变亮 实验结论： 电容器对交流电路存在阻碍作用，且电容越大、频率越高，阻碍作用越小。b.换一个电容大的c.升高交变电流的频率null2.容抗（1）反映电容对交流的阻碍作用（2）影响容抗大小的因素 电容越大，交流的频率越高，电容器对交流的阻碍作用就越小，容抗越小。3.应用（1）隔直电容：隔直流，通交流。（2）高频旁路电容：让高频交流信号通过电容，而将低频信号送到下一级。作用：通高频，阻低频。（3）公式：通交流、隔直流，通高频、阻低频。null小结：通直流 ，阻交流 通低频， 阻高频 电容对交变电流的作用：通交流 ，隔直流 通高频 ，阻低频电感对交变电流的作用：低频扼流圈（L大）高频扼流圈（L小）隔直电容器高频旁路电容器（C小）null例1、如图所示，从ab端输入的交流含有高频和低频成分，为了使R上尽可能少地含有高频成分，采用图示电路，其L的作用是________________，C的作用是__________。 解析：因L有“通低频、阻高频”的特点，因此L的作用是阻挡高频成分；而通过L后还有少量的高频成分，利用C“通高频、阻低频”的特点，使绝大部分高频成分从C流过。P.42说一说null练习1、如图所示，线圈L的自感系数和电容器的电容C都很小（如L＝100μH，C＝100pF）。此电路的主要作用是---------（ ） A．阻直流、通交流，输出交流 B．阻交流、通直流，输出直流 C．阻低频、通高频，输出高频交变电流 D．阻高频、通低频，输出低频交变电流和直流电Dnull例2、如图所示，当交流电源的电压（有效值）U＝220V、频率f＝50Hz时，三只灯A、B、C的亮度相同（L无直流电阻）。（1）将交流电源的频率变为f＝100Hz，则 （ ） （2）将电源改为U＝220V的直流电源，则 （ ） A．A灯比原来亮 B．B灯比原来亮 C．C灯和原来一样亮 D．C灯比原来亮 AC BCnull练习2、如图所示，甲、乙是规格相同的灯泡，A、B两端加直流电压时，甲灯正常发光，乙灯完全不亮；当A、B两端加上有效值和直流电压相等的交流电压时，甲灯发出微弱的光，乙灯能正常发光。下列说法正确的有：（ ）BCA．与甲灯串联的元件X是电容器 B．与乙灯串联的元件Y是电容器 C．与甲灯串联的元件X是电感线圈 D．与乙灯串联的元件Y是电感线圈 null上页下页null　【例1】 试比较电阻、电感和电容在交流电路中的作用有何不同？ 　　【答】 电阻、电感和电容在交流电路中对交变电流都有阻碍作用，统称为阻抗． 　　电阻器在交流电路中阻抗的大小就是电阻值R，它与交流的频率无关． 　　电感器在交流电路中阻抗的大小称为感抗，它与电感器的自感系数、交流的频率均成正比．自感系数越大、交流频率越高，感抗也越大． 　　电容器在交流电路中阻抗的大小称为容抗，它与电容器的电容、交流的频率均成反比，电容越大．交流频率越高，容抗便越小．null【例2】 如图所示为一低通滤波电路．已知电源电压包含的电流直流成分是240V，此外还含有一些低频的交流成分．为了在输出电压中尽量减小低频交流成分，试说明电路中电容器的作用． 　　【答】 电容器对恒定电流（直流成分）来说，相当于一个始终断开的开关，因此电源输出的直流成分全部降在电容器上，所以输出的电压中直流成分仍为240V．但交变电流却可以“通过”电容器，交流频率越高、电容越大，电容器的容抗就越小，在电容器上输出的电压中交流成分就越小．在本题的低通滤波电路中，为了要使电容器上输出的电压中，能将低频的交流成分滤掉，不输出到下一级电路中，就应取电容较大的电容器，实际应用中，取C＞500μF．null【例3】 如图所示为一高通滤波电路，已知电源电压中既含有高频的交流成分，还含有直流成分．为了在输出电压中保留高频交流成分，去掉直流成分，试说明电路中电容器的作用． 　　【答】 电容器串联在电路中，能挡住电源中的直流成分，不使通过，相当于断路．但能让交流成分通过，交流频率越高、电容越大，容抗越小，交流成分越容易通过．因此在电阻R上只有交流成分的电压降．如果再使电阻比容抗大得多，就可在电阻上得到较大的高频电压信号输出．null【例4】 一个灯泡通过一个粗导线的线圈与一交流电源相连接，如图所示．一块铁插进线圈之后，该灯将： 　　A．变亮 　　B．变暗 　　C．对灯没影响 　　 【分析】 这线圈和灯泡是串联的，因此加在串联电路两端的总电压一定是绕组上的电势差与灯泡上的电势差之和．由墙上插孔所提供的220伏的电压，一部分降落在线圈上，剩余的降落在灯泡上．如果一个大电压降落在线圈上，则仅有一小部分电压降落在灯泡上．灯泡上电压变小，将使它变暗．什么原因使得电压降落在线圈上呢？是由于它的电阻吗？由于线圈导线是粗的，其电阻很小．在线圈上产生压降的主要原因是其内部改变着的磁场． 　　在线圈内由于改变磁场而产生的感应电动势，总是反抗电流变化的，正是这种反抗变化的特性（电惰性），使线圈产生了感抗． 　　【答】 B