高二物理电感和电容对交变电流的影响、三相交变电流知识精讲
高二物理 电感和电容对交变电流的影响
电感和电容对交变电流的影响【要点梳理】要点一、电感对交变电流的阻碍作用1．电感线圈对交变电流的阻碍作用。
交变电流通过线圈时，由于电流时刻在变化，所以自感现象就不断发生，而自感电动势总是阻碍电流变化的，这就是线圈的电感对交变电流的阻碍作用。
2．电感对交变电流阻碍作用的大小用感抗来表示。
线圈的自感系数越大，交变电流的频率越高，产生的自感电动势就越大，电感对交变电流的阻碍作用就越大，感抗也就越大。
3．由影响感抗的因素“频率”可知：电感线圈对恒定电流0I t ∆⎛⎫=⎪∆⎝⎭没有感抗作用，因此电感线圈可以概括为“通直流，阻交流”。
同时对频率越高的交变电流，感抗越大，即所谓“通低频，阻高频”。
由影响感抗的因素“自感系数”可知：要使低频扼流圈感抗大，就要用自感系数较大的线圈即匝数较多并有铁芯的扼流圈来担任；高频扼流圈的自感系数要小得多，可以用匝数少且没有铁芯的扼流圈来担任。
根据电感线圈匝数的不同，扼流圈可分为两种：（1）低频扼流圈：通直流，阻交流；（2）高频扼流圈：通低频，阻高频。
要点二、电容器对交变电流的阻碍作用 1．交变电流能够“通过”电容器 电容器两极板间是绝缘材料，当电容器接到交流电源上时，当电源电压升高时，电源给电容器充电，电荷向电容器极板上聚集，在电路中，形成充电电流；当电源电压降低时，电容器放电，极板上聚集的电荷又放出，在电路中形成放电电流。
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，但实际上自由电荷并没有通过电容器两极板间的绝缘介质。
2．电容器对交变电流的阻碍作用对于导线中形成电流的自由电荷来说，当电源的电压推动它们向某一方向做定向运动时，电容器两极板上积累的电荷会阻碍它们向这个方向运动，这就产生了电容对交变电流的阻碍作用。
电容对交变电流的这种阻碍作用的大小就称为容抗。
要点诠释：（1）容抗表示电容对交变电流阻碍作用的大小。
（2）容抗大小由电容器的电容和交变电流的频率决定。
高中物理选修3-2-电感和电容对交变电流的影响
电感和电容对交变电流的影响知识元电感和电容对交变电流的影响知识讲解1、电感器对交变电流的阻碍作用（1）电感器对交变电流有阻碍作用，阻碍作用的大小用感抗来表示．影响电感器对交变电流阻碍作用大小的因素：线圈的自感系数和交流电的频率．线圈的自感系数越大、交流电的频率越高，电感对交变电流的阻碍作用越大．即线圈的感抗就越大．（2）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．（3）电感器的应用扼流圈：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：①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②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（1）电容器对交变电流有阻碍作用，阻碍作用的大小用容抗来表示．影响电容器对交变电流阻碍作用大小的因素有电容器的电容与交流电的频率，电容器的电容越大、交流电的频率越高，电容器对交变电流的阻碍作用越小．即线圈的容抗就越大．（2）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，该电路中的电容就起到“隔直流，通交流”的作用，其电容器叫耦合（或隔直）电容器．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．疑难分析1、为什么电感器对交变电流有阻碍作用？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．2、为什么电容器对交变电流有阻碍作用？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．3、电阻、电感器、电容器对交变电流阻碍作用的区别与联系电阻电感器电容器产生的原因定向移动的自由电荷与不动的离子间的碰撞由于电感线圈的自感现象阻碍电流的变化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在电路中的特点对直流、交流均有阻碍作用只对变化的电流如交流有阻碍作用不能通直流，只能通变化的电流．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决定因素由导体本身（长短、粗细、材料）决定，由导体本身的自感系数和交流的由电容的大小和交流的频率决定例题精讲电感和电容对交变电流的影响例1.如图所示的电路，一灯泡和一可变电容器串联，下列说法正确的是（）A ．a 、b 端接稳恒直流电，灯泡发亮B ．a 、b 端接交变电流，灯泡发亮C ．a 、b 端接交变电流，灯泡发亮，且将电容器电容增大时，灯泡亮度增大D ．a 、b 端接交变电流，灯泡发亮，在不改变交变电流有效值的情况下增大其频率，灯泡亮度增大例2.如图所示是研究自感现象的实验电路，A 、B 为两个完全相同的灯泡，定值电阻的阻值为R ，线圈L 的自感系数很大，直流电阻也为R ．关于这个实验，下列说法中正确的是（）A ．闭合S 的瞬间，B 比A 先亮，电路稳定后A 和B 一样亮B ．闭合S 电路稳定后再断开，A 逐渐变暗，B 闪亮一下然后逐渐变暗C ．闭合S 电路稳定后再断开瞬间，B 灯中的电流方向从右向左D ．闭合S 电路稳定后再断开瞬间，a 点的电势高于b 点的电势例3.如图所示的电路中，ab间接上某一交流电源，L1与线圈串联，L2与定值电阻串联，L3与电容器串联。
电感和电容对交变电流的影响 课件1
拓展一 电感对交变电流的阻碍作用
如图所示，把带铁芯的线圈 L 与小灯泡串联起来， 先把它们接到直流电源上，再把它们接到交流电源上(实 验中取直流电源的电压与交流电压的有效值相等)．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．
(1)产生上述现象说明了什么？该现象是什么原因造 成的？
电容器交替进行充电和放电，电路中就有了电流，好 像是交流“通过”了电容器，但实际上自由电荷并没有通 过电容器两极板间的绝缘介质．
(2)若把图乙中电容器去掉，变成图丙所示电路，会 发生什么现象？说明了什么？
提示：灯泡变得比乙中亮，说明电容器对交流有阻碍
作用． (3)在图乙中，改变电容器的电容和电源频率，灯泡
【典例 2】 如下图所示，白炽灯和电容器串联后接 在交流电源的两端，当交流电源的频率增加时( )
A．电容器电容增加 C．电灯变暗
B．电容器电容减少 D．电灯变亮
解析：电容器的电容是由电容器本身的特性所决定 的，与外加的交流电源的频率无关，故选项 A 和 B 是错 误的．当交流电源的频率增加时，电容器充、放电的步伐 加快，电容器的容抗减小，电流增大，电灯变亮，故选项 C 错误，D 正确．
(2)实验表明：调换线圈的自感系数越大、交变电流 的频率越高，电感对交变电流的阻碍作用越大，即灯泡 越暗．为什么线圈的感抗跟线圈的自感系数和交流电的 频率有关呢？
提示：(1)实验表明电感对交变电流有阻碍作用．交流电 通过电感线圈时，电流时刻在改变，电感线圈中必然产生自 感电动势，阻碍电流的变化，使灯泡变暗．
答案：D
题后反思 电容器的容抗大小从电容和交变电流的频率两个方 面来判定，而电容的大小与平行板电容器的介电常数、正 对面积和板间距有关．
高中物理学习细节之交变电流5.3电感和电容对交变电流的影响 含解析
【学习目标】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。
重点难点:1。
交变电流“通过”电容器的原理。
2。
影响容抗、感抗大小的因素。
【自主学习】一、电感器对交变电流的阻碍作用实验现象：（1)如图所示,把线圈L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压的有效值相等，接通直流电源时,灯泡亮些；接通交流电源时，灯泡暗些。
(2)在图乙中,保持交流电源不变,而改用自感系数大的线圈，或保持电感线圈不变，而改用频率更高的交流电源,灯泡比原来更暗。
1. 感抗（1)物理意义：表示电感线圈对_________电流__________作用的大小。
(2）影响感抗大小的因素：线圈的___________越大，交流的________越高,感抗越大。
2。
感抗的应用类型区别低频扼流圈高频扼流圈自感系数较大较小感抗大小较大较小作用通直流、阻交流通直流、通低频、阻高频二、交变电流能够通过电容器实验现象:如图所示，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压的有效值相等.接通直流电源时，灯泡不亮；接通交流电源时,灯泡亮。
以上现象说明_______电流能够通过电容器,____________不能通过电容器。
三、电容器对交变电流的阻碍作用实验现象：(1)如图所示，把电容器C与灯泡串联起来，先把它们接到交流电源上，再把电容器取下来，使灯泡直接接到交流电源上，灯泡要比有电容器时更亮.（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，灯泡比原来更亮。
1。
容抗：(1）物理意义：表示电容器对_________电流________作用的大小.（2) 影响容抗大小的因素：电容器的_______越大，交流的_________越高，容抗越小。
电感和电容对交变电流的影响
电感和电容对交变电流的影响
在直流电路中，影响电流和电压关系的只有电阻，而在沟通电路中影响电流和电压关系的除了电阻，还有电感和电容．通过电感和电容对交变电流影响的分析争论，我们可以进一步熟悉到沟通与直流的区分．
一、电感对交变电流的阻碍作用
1、电感对交变电流有阻碍作用．
2、感抗：电感对交变电流阻碍作用的大小叫做感抗，用表示．
3、成因：由于交变电流是不断变化的，所以在电感上产生自感电动势，自感电动势是阻碍电流变化的．
4、影响感抗的因素：线圈的自感系数和交变电流的频率，电感越大，频率越高，感抗越大．
5、实际应用：
低频扼流圈——通直流、阻沟通．
高频扼流圈——通低频、阻高频．
二、交变电流能够通过电容器
1、直流不能通过电容器，而沟通能够“通过”电容器．
2、对电容器“隔直流、通沟通”的理解
电容器的两极板间用绝缘介质隔开，因此直流不能通过．
电容器接上沟通电源时，自由电荷并未通过极板间的绝缘介质，只是
在交变电压的作用下，电容器交替地进行充、放电，电路中有了电流，表现为沟通“通过”了电容器．
三、电容器对交变电流的阻碍作用
1、电容器对沟通有阻碍作用．
2、容抗：电容对交变电流阻碍作用的大小叫做容抗，用表示．
3、影响容抗的因素：电容器的电容和交变电流的频率，电容越大，频率越高，容抗越小．
4、实际应用
隔直电容器——通沟通、隔直流．
旁路电容器——通高频、阻低频.。
高二物理选修3-2 电感和电容对交变电流的影响
高二物理选修3-2 电感和电容对交变电流的影响学习目标1、理解为什么电感对交变电流有阻碍作用；2、知道用感抗来表示电感，电感对交变电流阻碍作用的大小，知道感抗与哪些因素有关；3、知道交变电流能通过电容，知道为什么电容器对交变电流有阻碍作用；4、知道用容抗来表示电容对交变电流阻碍作用的大小，知道容抗与哪些因素有关。
学习重点1、电感对交变电流的阻碍作用大小及感抗与哪些因素有关；2、电容对交变电流的阻碍作用大小及容抗与哪些因素有关。
学习难点交变电流能够通过电容器的本质。
实验器材学生电源、电池组、电感线圈、小灯泡、电容器、导线若干。
学习过程一、创设情境，导入新课设问：交流电与直流电的区别有什么？实验：激发学生的学习兴趣。
二、自主、合作、探究（一）、电感对交变电流的阻碍作用画出三个实验电路图，请学生连接实验电络图A1A2 A3（1）（2）（3）（1）（2）（3）三个电路图中交流电源与直流电源的电动势相同。
A1、A2、A3为三个完全相同的小灯泡。
闭合电键，让学生观察A1、A2、A3亮度。
教师提问：观察A1、A2、A3亮度情况学生回答实验现象：A1、A2亮度相同，A3较暗。
教师提问：这说明什么？学生回答：这表明电感对直流电没有阻碍作用，对交流电有阻碍作用。
教师引入：那为什么会发生这种现象呢？教师点拨：上一章我们学习了一种特殊的电磁感应现象——自感现象。
（让学生回想自感现象）学生回答：自感现象是由于导体本身的电流发生变化，而产生的电磁感应现象。
教师点拨：本实验中当线圈通入交变电流时，线圈中的电流大小和方向时刻变化，在线圈中会产生自感电动势阻碍电流变化。
板书：电感对交变电流的阻碍作用大小，用感抗来表示。
思考提高：感抗的大小与哪些因素有关。
看课本219页，找学生回答。
感抗的大小总与线圈的自感系数和交流电的频率有关。
线圈自感系数越大交变电流频率越高，电感对交变电流的阻碍作用就越大，感抗也就越大。
.（二）、自感现象的应用学生看课本219页，关于低频扼流圈的部分，总结其构造：线圈绕在铁芯上，匝数多，自感系数大，电阻较小。
高二物理选修32第五章：电感电容对交变电流的作用知识要点归纳
高二物理选修32第五章：电感电容对交变电流的作用知识要点归纳一．电感线圈对交流电的影响：1．缘由：交流电经过电感线圈时，在线圈中惹起的自感电动势对交流电发生阻碍作用。
2．感抗〔XL 〕：电感对交变电流的阻碍作用的大小。
单位：欧〔Ω〕。
3．影响感抗大小的要素：1〕线圈的自感系数L 〔内因〕X L =2πfL单位：Ω 2〕交变电流的频率f 〔外因〕4．运用：1〕低频扼流圈：①结构：铁芯，匝数多〔L 大〕 ②作用：〝通直流、阻低频、阻高频〞 2〕高频扼流圈：①结构：铁氧体芯，匝数少 〔L 小〕 ②作用：〝通直流、通低频、阻高频〞 5．能量的转化：电能和磁场能交替往复转化 6．实际归结〔电感器对交变电流的作用〕１〕在交流电路中，电感线圈由于要发生自感现象，自感中的感抗对交变电流有阻碍作用。
２〕由于交变电流大小和方向都在发作周期性的变化，电感线圈自感电动势总是阻碍交流电的变化。
３〕自感电动势的大小与线圈的自感系数Ｌ和电流的频率有关，数值上为：X L =2πfL 。
线圈的自感系数〔Ｌ〕越大，交变电流的频率〔 f 〕越高，线圈的感抗就越大。
4〕电感线圈对交变电流的阻碍作用实质，是线圈的自感电动势总是要阻碍电流的变化。
二、电容器对交流电的影响1．缘由：电容两极板上积聚的电荷对这个方向定向移动的电荷的对立作用 2．容抗〔XC 〕：电容对交变电流的阻碍作用的大小。
单位：欧〔Ω〕。
3．影响容抗大小的要素：1〕电容 〔内因〕 2〕交变电流的频率f 〔外因〕 4．运用：隔直流，通交流；通高频，阻低频。
5．能量的转化：电流的能量和电场能往复转化 6．实际归结〔电容器对交变电流的作用〕1〕由于电容两极板上积聚的电荷对这个方向定向移动的电荷的对立作用，电容器对交变电流有阻碍作用。
2〕电容器对交变电流的阻碍作用的大小用容抗来表示，fCXc π21=，电容〔C 〕越大，交变电流的频率〔 f 〕越高，电容器的容抗越小。
三．电阻、感抗、容抗的区别电 阻感 抗容 抗发生缘由 定向移动的自在电荷与不动的离子间的碰撞由于线圈中的自感现象阻碍电流的变化电容两极板上积聚的电荷对这个方向定向移动的电荷的对立作用在电路中 特点对直流、交流均有阻碍作用只对变化的电流有阻碍作用不能通直流，只能通变化的电流，对直流的阻碍有限大，对交流的紫碍谁随频率的降低而增大决议因数 由导体自身〔长短粗细、资料〕决议有关，与温度有关由线圈自身的自感系数L 和交流电的频率f 决议由电容的大小C 和交流电的频率f决议电能转化 与做功经过电流做功，电能转化为内能电能和磁场能交替往复转化电流的能与电场的能交替往复转化 例1。
高二物理选修3-2电感和电容对交变电流的影响
电感器 对交变电流的作的 线圈，它能把外部电路的电能储存在电 感器内部的磁场中。
2、电感器用“L”表示，电路符号：
不带铁芯
带铁芯
讨论与交流: 你见过哪些电感器？请与同学交流
一下。
空心电感器 色环电感器
使绝大部分高频成分__从_C__流_过____。
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
5、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
滤波电感器 贴片电感器
二、电感器对交变电流的作用
【实验与探究】
实验结论：
1、电感器对恒定电流是导通的，对交变电流 有阻碍作用；
2、对不同电感器，自感系数越大，电感器对 交变电流的阻碍作用越大；
3、对同一个电感器，交变电流的频率越高，
电感器对交变电电流感的器阻对碍交作变用电就越大； 小频结，：阻电高感频器”流其的。有 阻特点阻碍：碍作“作用通用的直，大流，阻交流;通低
(3)电容通交隔直的原因分析： 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。
实验表明：电容器对 交变电流也有一定的 阻碍作用，其阻碍作 用的大小用什么表示
？
二、电容器的容抗及其应用 1、容抗 反映电容对交流的阻碍作用
（1）、符号：XC
（2）、单位：欧姆
（3）、计算公式：
XC
1 2πfC
A. 扼流圈是利用电感阻碍交变电流的作用制成 的
B. 低频扼流圈用来“通低频，阻交流” C. 高频扼流圈用来“通直流，阻交流” D. 高频扼流圈对低频交变电流的阻碍作用较小
高二物理人教版32电感和电容对交变电流的影响
高二物理人教版32电感和电容对交变电流的影响重/难点重点：1. 电感、电容对交变电流的阻碍作用。
2. 感抗、容抗的物理意义。
难点：1. 感抗的概念及影响感抗大小的要素。
2. 容抗的概念及影响容抗大小的要素。
重/难点剖析重点剖析：1．感抗表示电感对交变电流的阻碍作用，其特点是〝通直流，阻交流〞、〝通低频，阻高频〞。
2．容抗表示电容对交变电流的阻碍作用，其特点是〝通交流，隔直流〞、〝通高频，阻低频〞。
难点剖析：1. 由于电感线圈中经过交变电流时发生自感电动势，阻碍电流变化，对交变电流有阻碍作用。
电感对交变电流阻碍作用大小用感抗来表示。
线圈自感系数越大，交变电流的频率越高，感抗越大。
2. 交变电流〝经过〞电容器进程，就是电容器充放电进程。
由于电容器极板上积聚电荷对立自在电荷做定向移动，电容器对交变电流有阻碍作用。
用容抗表示阻碍作用的大小。
电容器的电容越大，交流的频率越高，容抗越小。
打破战略一、电感对交变电流的阻碍作用演示实验：把带铁芯的线圈L与小灯泡串联起来，先把它们接到直流电源上，再把它们接到交流电源上。
实验中取直流电源的电压与交流电压的有效值相等。
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。
实验说明电感对交变电流有阻碍作用。
交流电经过电感线圈时，电流时辰在改动，电感线圈中肯定发生自感电动势，阻碍电流的变化，使灯泡变暗。
电感对交变电流阻碍作用的大小，用感抗表示。
实验：互换电感不同的线圈、改动交变电流的频率。
实验说明：线圈的自感系数越大、交变电流的频率越高，电感对交变电流的阻碍作用越大。
为什么线圈的感抗跟线圈的自感系数和交流电的频率有关呢？感抗是由自感现象惹起的，线圈的自感系数L越大，自感作用就越大，因此感抗越大；交流电的频率f越高，电流的变化率越大，自感作用也越大，因此感抗越大。
在电工和电子技术中运用的扼流圈，就是应用电感阻碍交变电流的作用制成的。
扼流圈有两种：〔1〕低频扼流圈；〔2〕高频扼流圈；〔1〕低频扼流圈：结构：线圈绕在铁芯上，匝数多〔几千甚至超越一万〕，自感系数很大。
《电感和电容对交变电流的影响》 知识清单
《电感和电容对交变电流的影响》知识清单一、电感对交变电流的影响1、电感的定义和作用电感是一个能够储存磁场能量的元件。
当电流通过电感时，会产生磁场，而这个磁场又会反过来影响电流的变化。
2、电感对电流的阻碍作用——感抗电感对交变电流有阻碍作用，我们把电感对交流的阻碍作用称为感抗，用符号 XL 表示，单位是欧姆（Ω）。
感抗的大小与电感的自感系数 L 和交变电流的频率 f 有关，它们之间的关系可以用公式 XL ＝2πfL 来表示。
也就是说，自感系数越大，交变电流的频率越高，电感对交变电流的阻碍作用就越大，感抗也就越大。
3、电感在交流电路中的特性（1）通直流：当电路中通过直流时，电感的阻碍作用很小，相当于一根导线。
因为直流的频率为 0，根据感抗的公式 XL ＝2πfL，感抗也为 0。
（2）阻交流：当电路中通过交流时，电感会产生感抗，对交流电流起到阻碍作用。
（3）通低频，阻高频：对于频率较低的交变电流，感抗较小，电感的阻碍作用相对较小；而对于频率较高的交变电流，感抗较大，电感的阻碍作用就比较大。
4、电感在实际生活中的应用（1）在电子电路中，电感常用于滤波、谐振等电路，以改善电路的性能。
（2）在电力系统中，电感可以用于限制短路电流，保护电力设备。
二、电容对交变电流的影响1、电容的定义和作用电容是能够储存电荷的元件。
两个彼此绝缘又相互靠近的导体就可以构成一个电容器。
2、电容对电流的阻碍作用——容抗电容对交变电流也有阻碍作用，我们把电容对交流的阻碍作用称为容抗，用符号 XC 表示，单位也是欧姆（Ω）。
容抗的大小与电容的电容值 C 和交变电流的频率 f 有关，它们之间的关系可以用公式 XC ＝ 1 ／（2πfC) 来表示。
也就是说，电容值越大，交变电流的频率越低，电容对交变电流的阻碍作用就越小，容抗也就越小。
3、电容在交流电路中的特性（1）隔直流：当电路中通过直流时，电容相当于断路，因为在直流电路中，电容在充电完毕后，不再有电流通过。
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高二物理电感和电容对交变电流的影响、三相交变电流【本讲主要内容】电感和电容对交变电流的影响、三相交变电流重点：电感和电容对于交流电路和直流电路的作用是不同的；三相交变电流的产生和输送方式。
难点：电容和频率对容抗的影响；三相交变电流及负载的连接方式。
【知识掌握】【知识点精析】1. 感抗：电感对交变电流阻碍作用的大小。
自感系数越大，感抗越大；交流电的频率越高，感抗作用越大。
而当交流电源的频率已经很高的前提下，电感线圈要对交流电形成阻碍作用，对自感系数的要求就不是很高了。
人们利用电感的感抗和交流电频率、自感系数相关的特性制成了低频扼流圈和高频扼流圈。
而由于高频、低频的相对性，高频扼流圈的这种作用事实上可以推广——成为电感线圈的一种共性，即“通低频、阻高频”。
2. 容抗：电容对交变电流阻碍作用的大小。
电容越大，容抗越小；交流电的频率越高，容抗作用越小。
与感抗恰好相反。
既然正好相反，对于它阻碍不同频率交流电的属性上的结论也必然是相反的。
这个分析的过程由于是重复的，同学可以自己完成。
电容的特性：“通高频、阻低频”。
结合交流和直流的比较，教材上总结了关于这两个元件的属性“口诀”，对我们很有帮助。
电感是“通直流，阻交流；通低频，阻高频”电容是“通交流，隔直流；通高频，阻低频”3. 三相交流发电机:一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转动而产生。
这种发电机在电路中只能产生一个交变电动势，又叫做单相交流发电机。
如果让三个互成120º角的矩形线圈在同一个匀强磁场中匀速转动，将在三个线圈中分别产生三个交变电动势，这种发电机叫做三相交变电流发电机。
4. 三相交变电流的产生三相交变电流发电机用6根导线与三个灯泡组成电路，匀速转动线圈，三个灯泡都能发光。
指导学生观察：三个相同的灯泡在同一时刻亮度是否相同?最大亮度是否相同？学生：同一时刻亮度不同，但最大亮度相同。
继续观察：取下一个或两个灯泡，剩下的灯泡亮度是否变化？学生：亮度不变。
结合图和教材解释上述现象。
三个线圈在磁场中匀速转动，它们产生出三个最大值和周期都相同的交变电动势，相当于三个独立的电源同时向外供电，所以三盏灯的最大亮度相同，取下一个或两个灯泡不影响其它灯泡正常工作。
这三个线圈中的电动势最大值和周期虽然相同，但是由于线圈互成120o 角，线圈到达中性面时的时间依次相差T/3，所以它们不能同时为零或同时达到最大值，因此三个灯泡在同一时刻的亮度不完全相同（某一时刻可能有两个灯泡亮度相同）。
设问：三相交变电流发电机和灯泡之间是否一定需要用六根导线来连接？5. 三相交变电流及负载的连接方式演示实验：采用星型连接，灯泡正常工作，作电路图，介绍火线和中性线（零线）说明判定火线和零线的方法——测电笔介绍相电压和线电压，说明在我国日常电路中，U相＝220V，U线＝380V，三相四线制电路（星型连接）同时送出两种电压，照明电路是220V，动力电路是380V。
设问：若中性线断了，灯泡亮度是否变化?实验说明，三个灯泡亮度与原来完全相同。
解释：三相负载平衡，中性线中无电流通过。
在实际生活中尽量使三相负载功率相同，减少中性线中的电流。
除星型接法外还有什么接法？三角形接法6. 三相交变电流小结（1）三相交变电流的产生在同一磁场中有三个互成角度的线圈同时转动，电路中就产生三个周期和最大值相同的交变电动势，这样的发电机叫三相交变电流发电机，产生的电流叫三相交变电流。
（2）三相交变电流及负载接法星型连接和三角形连接（3）日常电路中，U相＝220V，U线＝380V对这部分，知道电感和电容在交流电路中对电流的影响即可，可能会出现在实验填空中，以往高考从未在此出题，连相应的练习题也很少，不必重点掌握。
【解题方法指导】例1. 如图，三个灯泡是相同的，电源内阻忽略，当电键接交流电源时，三个灯泡亮度相同，那么当电键接直流电源时：（）A. 三个灯泡亮度相同B. 甲灯最亮，丙灯不亮C. 甲灯和乙灯亮度相同，丙灯不亮D. 只有丙灯不亮，乙灯最亮解析：D 由口诀电感是“通直流，阻交流；通低频，阻高频”电容是“通交流，隔直流；通高频，阻低频”电阻不影响，可知，此电路中I丙＝0，I甲不变，I乙增大，又因为灯泡亮度与其功率P＝I2R成正比，所以选D。
例2. 如图，a、b两端接交流电源，且既含高频交流，又含低频交流，L是一个高频扼流圈，C为电容器，R为负载电阻。
则正确的是（）A. L的作用是通低频，阻高频B. C 的作用是通交流，隔直流C. C 的作用是通高频，阻低频D. 通过R的电流中，低频交流所占的百分比远远大于高频交流的百分比。
解析：ACD由口诀电感是“通直流，阻交流；通低频，阻高频”电容是“通交流，隔直流；通高频，阻低频”电阻不影响，可选AC由于L对高频交流的阻碍作用和C对高频交流的旁路作用，使得通过R的电流中，低频交流所占的百分比远远大于高频交流的百分比。
总结：事实上，对于交流电路而言，除了电阻元件、电感元件、电容元件外，还可以出现二极管、三极管。
正是这些丰富多彩的元件，赋予了交变电路丰富多彩的性能。
如果把直流电路比做独奏曲的话，交流电可以说是交响曲。
希望大家掌握了更丰富的知识后，能领略到它完美的和声。
例3. 如图所示电路中，如果交流电的频率增大，三盏电灯的亮度将如何改变?为什么?解析：当交变电流的频率增大时，线圈对交变电流的阻碍作用增大，通过灯泡L1的电流将因此而减小，所以灯泡L1的亮度将变暗；而电容对交变电流的阻碍作用则随交变电流频率的增大而减小，即流过灯泡L2的电流增大，所以灯泡L2的亮度将变亮.由于电阻的大小与交变电流的频率无关，流过灯泡L2的电流不变，因此其亮度也不变。
说明：（1）电感对交变电流的阻碍作用的大小用感抗来表示。
线圈的自感系数越大，交变电流的频率越高，电感对交变电流的阻碍作用就越大，感抗也越大。
（2）电容对交变电流的阻碍作用的大小用容抗来表示。
电容器的电容越大，交变电流的频率越高，电容对交变电流的阻碍作用就越小，容抗也越小。
例4. 三个完全相同的负载R ，分别接在相同的三相发电机的输电线路上。
设图甲、乙、丙中负载R 两端的电压分别为U 甲、U 乙、U 丙，则（ ）A. U 甲=U 乙=U 丙B. U 甲＜U 乙=U 丙C. U 甲=U 丙＞U 乙D. U 甲=U 丙＜U 乙分析：设发电机每相电压为U 相，线电压为U 线，在图甲中，相线甲U U U ==；图乙中，相线乙U 2U U ==；图丙中，U 丙=U 线=U 相，所以，U 甲=U 丙＜U 乙。
答：D例5. 如图所示三相供电线路上，接入三相电灯负载，线电压为380V ，每相负载电阻500Ω。
求：（1）正常工作时，电灯两端的电压和通过电灯的电流；（2）如果A 断开，其它两相电灯的电压和电流；（3）如A 相短路而熔断器未熔断，求各相电灯的电压和电流。
分析解答：这是一个三相交流电路的三线星形接法，由于三相负载电路的阻值相同，所以电路的正常工作情况和三相四线制的星形接法一样。
（1）由于线电压为380V ，故相电压应该为220V ，所以每一相负载电灯的电压均为220V ，电阻为500Ω，电流为0.44A 。
（2）如果A 相断开，则意味着在BC 之间接入两路串联的负载电灯，负载两端的电压为380V 的线电压，电路的总电阻为500Ω×2=1000Ω，所以电流则为0.38A ，而加载在每一组负载电灯上的电压为190V 。
（3）如果A 相短路而熔断器未熔断，则电路的等效电路如下图所示：电路中B 、C 两相的电压仍然为220V ，流经E 2和E 3的电流均通过E 1，则：E 1两端的电压为2IR ；E 2两端的电压为IR ；E 3两端的电压为IR ；IR 3IR IR 2U U C B =+==代入数据得：A 15.0)5003/(V 220I =Ω⨯=V 147IR 2U 1==V 73IR U U 32===A 147.0I 1=A 074.0I I 32==【综合测试】1. 如图，如果保持交变电流的电压有效值不变，而使它的频率升高，则正确的是（）A. 电容器的电容增大B. 电容器的电容减小C. 灯泡的亮度增加D. 灯泡的亮度减小2. 如图，线圈的自感系数L 和电容器的电容C 都很小，这个电路的主要作用是：（ ）A. 阻直流，通交流，输出交流电B. 阻交流，通直流，输出直流电C. 阻高频，通低频，输出低频交流电和直流电D. 阻低频，通高频，输出高频交流电3. 三相交流发电机有线圈.每组线圈产生的电动势和都相同.但它们到达零值和最大值的时间依次落后周期.4. 如图所示电路中，请说明：（1）此电路属三相交流电的接法.（2）导线AA'称为，导线OO'称为 .（3）电压U1称为，电压U2称为 .5. 额定电压均为220V的三个相同灯泡，按星形接法连接在线电压为380V、相电压为220V 的三相电路上，如果电路的中性线断了，又将一个灯泡从电路中取下，这时电路中每个灯泡两端的电压为 V.6. 如图所示电路是一个半波整流电源的电路图，其中二极管起到的作用是将AB端输入的交流电流变为直流电流，这种直流电流的波形是一种脉冲波，输出电压的波动幅度比较大，为了得到比较稳定的直流电压，在电源电路中引入了一段π形滤波电路，它由两个电容器和一个电感线圈组成，请分析电容和电感线圈在该电路中的作用。
综合测试答案1. C 解析：由口诀电感是“通直流，阻交流；通低频，阻高频”电容是“通交流，隔直流；通高频，阻低频”本题刚好让同学仔细体会口诀的内涵。
2. C 解析：与上一题同理，注意此题中电容C对电流无影响。
3. 三组；最大值；周期；1／34. （1）星形；（2）相线；中性线；（3）相电压；线电压5. 1906. 电容器具有通交流阻直流的作用，可以给整流后的脉冲电流形成一个回路，从而过滤一部分交流电流，直流电则不可能通过电容；电感线圈则具有通直流阻交流的作用，它可以对交流电形成阻碍，而直流电则可以顺利的通过，因此，通过此滤波电路可以得到比较好的直流电输出。