電感和電容對交變電流的影響教案設計
電感和電容對交變電流的影響教案設計
【要點導學】
1、電感和電容對交變電流的影響
(1)電感對交變電流的阻礙作用:電感對交變電 流的阻礙作用的大小用感抗表示。線圈的自感系數(shù)越大、交變電流的頻率越高,電感對交變電流的阻礙作用就越大,感抗也越大。
(2)電容器對交變電流的阻礙作用:電容對交變電流的阻礙作用的大小用容抗表示。電容器的電容越大、交變電流的頻率越高,電容器對交變電流的阻礙作用就越小,容抗也越小。這些都表明交變電流能通過電容器。
2、在交變電流路中,如果把電感的作用概括為“通直流,阻交流;通低頻,阻高頻!眲t對電容的作用可概括為:通交流,隔直流;通高頻,阻低頻。
【范例精析】
例1、如圖5-3-1所示,線圈的自感系數(shù)L和電容器的電容C都很。ㄈ纾篖=1H,C=200pF),此電路的作用是:(D )
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,輸出高頻交流
D.阻高頻通低頻,輸出低頻交流和直流
解析:因自感系數(shù)L很小,所以對低頻成分的阻礙作用很小,這樣直流和低頻成分能順利通過線圈,電容器并聯(lián)在電路中,起旁路作用,因電容C很小,對低頻成分的阻礙作用很大,而對部分通過線圈的高頻成分阻礙作用很小,被它旁路,最終輸出的是低頻交流和直流。
拓展:如圖5-3-2所示電源交流電頻率增大,則
A.電容器電容增大
B.電容器容抗增大
C.電路中電流增大
D.電路中電流減小
解析:交流電頻率增大,電容的容抗減少,導致電流增大。故正確答案:[C]
例2、如圖5-3-3所示,(a)、(b)兩電路是電容器的兩種不同連接方式,它們各在什么 情況下采用?應該怎樣選用電容器?
解析:交流電路中常包含有直流成分和交流成分,電容器在電路中有“通交流、隔直流”或“通高頻、阻低頻”的作用。
圖中的C1串聯(lián)在電路中,它的作用是“通交流、隔直流”,為了使交流成分都能順利地通過,容抗必須較小,應選用電容較大的電容器。
圖中的C2并聯(lián)在電路中,如果輸入端輸入的電流中包含有高頻和低頻兩種交流成分,該電容器的作用是“通高頻、 阻低頻”,即對高頻電流起旁路作用,而讓需要的低頻 信號輸入到下一級,一般取電容較小的電容器;如果輸入的電流是直流和交流兩種成分,該電容器的作用是濾去交流成分,把直流成分輸入到下一級,這時要選用電容較大的電容器。
另外,選用電容器還須注意它的耐壓值,以防被擊穿。
例3、在彩色電視機的電源輸入端裝有電源濾波器,其電路圖如圖圖5-3-4所示。主要元件是兩個電感線圈L1、L2,它們的自感系數(shù)很大,F(xiàn)是熔絲,R是電阻,C1、C2是電容器,S為電視機開關。某一次用戶沒有先關電視(沒斷開S)就拔掉電源插頭,結(jié)果燒壞了圖中電路元件,可能被燒壞的元件是
A. C2 B. C1 C. L1或L2 D. F
解析:在未斷開S時拔掉電源插頭,使得L1、L2中的電流突然減小,產(chǎn)生很高的感應電動勢,這一電動勢加在C2兩端,C1受到R的保護而不受損壞,L1、L2中電流減小,也不損壞,A正確。
【能力訓練】
1、如圖5-3-5所示電路,線圈導線的電阻可忽略不計,那么當輸入電壓具有直流和交流兩種成分時,電阻R兩端和線圈兩端的電壓成分分別是:( A )
A.直流和交流,交流 B.交流,交流
C.直流和交流,直流和交流 D.直流,直流
2、圖5-3-6所示電路中的電容器稱為高頻旁路電容,下列說法正確的是: ( BD )
A.電容器的電容很大
B.電容器的電容很小
C.對高頻而言,電容器的容抗很大
D.對低頻而言,電容器的容抗很大
3、在圖5-3-7所示電路中,電阻R、電感線圈L、電容器C并聯(lián)接在某一交流電源上,三個相同的交流電流表的示數(shù)相同。若保持電源的電壓不變,而 將其頻率增大,則三個電流表的示數(shù)I1、I2、I3的大小關系是:( D )
A. I1=I2=I3 B. I1>I2>I3
C. I1>I2>I3 D. I3>I1>I2
4、如圖5-3-8所示,開關S與直流恒定電源接通時,L1、L2兩燈泡的亮度相同,若將S與交變電源接通: ( B )
A.L1、L2兩燈泡亮度仍相同
B.L1比L2更亮些
C.L1比L2更暗些
D.交變電源電壓的有效值與直流電壓相同,兩燈與原來一樣亮
5、如圖5-3-9所示電路由交變電源供電,如果交變電流的頻率降低,則:( BC )
A.線圈自感系數(shù)變。
B.線圈感抗變小
C.電路中電流增大
D.電路中電流變小
6、如圖 5-3-10所示電路,接在交變電流上的燈泡正常發(fā)光,則下列措施能使燈泡變亮的是:( C )
A.將電容器兩極板間距離增大一些
B.將電容器兩極板正對面積減小一些
C.把電介質(zhì)插入電容器兩極間
D.把交變電流頻率降低一些
7、有兩個電容分別為C1=5μF,C2=3μF兩電容器,分別加在峰值一定的交流電源上,比較下列哪種情況通過電容器的電流強度最大:( C )
A.在C1上加f=50 Hz的交變電流
B.在C2上加f=50 Hz的交變電流
C.在C1上加f=60 Hz的交變電流
D.在C2上加f=60 Hz的交變電流
8、感抗描述電感線圈對交變電流的 大小。感抗的大小與兩個因素有關:線圈的 越大,交變電流的 越高,則感抗越大。
阻礙作用 自感系數(shù) 頻率
9、容抗描述電容器對交變電流的 大小。容抗的大小與兩個因素有關,電容器的 越大,交變電流的 越高,則容抗越小。
阻礙作用 電容 頻率
10、使用220V交變電流源的電氣設備和電子儀器,金屬外殼和電源之間都有良好的絕緣,但是有時候用手觸摸外殼仍會感到“麻手”,用試電筆測試時,氖管發(fā)光,這是為什么?
與電源相連的機芯和金屬外殼可以看作電容器的兩個極板,電源中的交變電流能夠通過這個“電容器”。雖然這一點“漏電”一般不會造成人身危險,但是為了在機身和外殼間真的發(fā)生漏電時確保安全,電氣設備和電子儀器的金屬外殼都應該接地。
11、下面的電路圖5-3-11是電子技術中的常用電路.a(chǎn)、b是電路的輸入端,其中輸入的高頻電流用“ ”表示,低頻電流用“~”表示,直流電流用“—”表示.負載電阻R中通過的電流有以下說明:
①圖甲中R通過的是低頻電流
、趫D乙中R通過的是高頻電流
、蹐D乙中R通過的是低頻電流
④圖丙中R通過的是直流電 流
、輬D丁中R通過的是高頻電流
其中正確的是( D )
A.①②③ B.②③④ C.③④⑤ D.①③④
12、在收音機線路中,經(jīng)天線接收下來的電 信號既有高頻成份,又有低頻成份,經(jīng)放大后送到下一級,需要把低頻成份和高頻成份分開,只讓低頻成份輸送到再下一級,我們可以采用如圖5-3-12所示電路,其中a、b應選擇的元件是( D )
A.a是電容較大的電容器,b是低頻扼流圈
B.a是電容較大的電容器,b 是高頻扼流圈
C.a是電容較小的電容器,b是低頻扼流圈
D.a是電容較小的電容器,b是高頻扼流圈
13、看圖5-3-13所示的電路后回答:
。1)輸出信號與輸入信號有什么區(qū)別?
輸入信號中有高頻成份,輸出信號中無高頻成份。
。2)試說明電路中L、C1、C2三個元件的作用。
C1和C2的作用是通高頻、阻低頻;L的作用是阻高頻、通低頻。
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