电容和电感对交流电的影响 ppt课件
《电容器在交流电路中的作用》课件1
(3)电容器在电子技术中的应用 ①隔直电容：利用了电容器_通__交__流___、_隔__直__流___的性 质．只让交流信号通过而直流成分不能通过．如图2－4－2 甲所示． ②旁路电容：利用了电容器对_高__频___电流阻碍小而对 __低__频___电流阻碍作用大的特性．低频信号不能通过而高频 干扰信号可以通过，如图2－4－2乙所示．
3．影响电容器容抗的因素 影响电容器的容抗有两个因素，一是电容器的电容， 二是交变电流的频率． 电容器的电容越大，电容器容纳电荷的本领就越大， 即在容纳相同电荷的情况下，电容大时电压小，电场力对电 荷充电时受到的阻碍作用力就小，所以容抗就小． 交变电流的频率高时，充电和放电的时间就短，相同 电路电容器上聚集的电荷就少，电容器所达到的电压就小， 排斥充电和放电的电场力就小，从而阻碍作用就小，容抗就 小．
电容器对交变电流的导通和阻碍 作用分析
【问题导思】 1．交变电流是如何“通过”电容器的？ 2．为什么电容器对电流“通过”也有阻碍作用？ 3．电容器的容抗与哪些因素有关？
1．交变电流“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，自由电荷不会通过两极板间的绝缘电介质，只不过在 交变电压的作用下，电容器交替进行充电和放电，电路中就 有电流了，表现为交变电流“通过”了电容器． 2．电容器对电流阻碍的原因 电容器充电的过程中，电容器两极板上聚集着等量异 种电荷，从而在两极板间存在着电场，此电场的电场力阻碍 着电荷的继续聚集，其表现就是电容器在交变电流通过时的 阻碍作用．
甲
乙
图2－4－2
2．思考判断 (1)对于同一个电容器，容抗可以发生变化．(√) (2)在有电容器的交流电路中 ，没有电荷通过电容 器．(√) (3)电容器的电容越大，容抗越大．(×) 3．探究交流 电阻、容抗对电流的阻碍作用相同吗？ 【提示】 不同．电阻对直流电和交流电的阻碍作用 相同，与交流电的频率无关；而容抗对交流电的阻碍作用与 交流电的频率有关，频率越高，阻碍作用越小.
电感和电容对交流电的影响
电感与电容对交流电得影响一、电感对交流电得影响实验：电感线圈通直流、阻交流原因:直流电，线圈对直流阻碍为其线电阻交流电，电流时刻发生变化，线圈中产生自感电动势感抗：电感对交流电得阻碍作用Rg =2/, f为交流电频率,L为电感得自感系数，“通低频，阻高频”应用:①低频扼流圈丄很大，对低频交流电有很大得阻碍作用，对高频交流电阻碍作用更大②高频扼流圈,L小,对低频交流电阻碍很小,对高频交流电阻碍大思考:交流电路中直导线绕成线圈，电流如何变？（I减少）2 50IIZ5001b二、电容对交流电得阻碍作用直流,灯不亮R Q = -----容抗：电容器对交流电得阻碍作用2",这里f就是交流电频率,C为电容器电容。
同步测试1、如图所示，输入端db既有直流成分，乂有交流成分，以下说法中正确得就是（L得直流电阻不为零）（）A.直流成分只能从L通过B.交流成分只能从R通过C.通过R得既有直流成分乂有交流成分D.通过L得直流成分比通过R得直流成分必定要大2、如图所示得电路中，正弦交流电源电压得有效值为220 V,则关于交流电压表得示数，以下说法中正确得就是（）-220V厂 B.大于220 V 厂 D.等于零A.等于220 VC.小于220 VITT — AAAA J- 一 *b T C RA. 图屮中R 得到得就是交流成分B. 图乙中R 得到得就是高频成分C. 图乙中R 得到得就是低频成分D. 图丙中R 得到得就是直流成分 二、综合题6、收音机得音量控制电路部分如图所示，调节滑动变阻器得滑片P 可控制扬声器得音量, 但收音机直接收到得信号有干扰,即有直流与高频信号，为此需要用电容器G 、G 应分别 用较大得还就是较小得电容器？上直流IpL^R ;低频I展开答案6G 用电容较大得电容器,G 选用电容较小得电容器。
课外拓展三相交流电发电机原理如图所示，其中AX 、BY 、CZ 三组完全相同得线圈，它们排列在圆周上位置彼 此差120°角度，当磁铁以角速度3匀速转动时，每个线圈中都会产生一个交变电动势,它们位相彼此竺为3 ,因而有1~H —O 扬 声 器牡y =耳sin（血十£用P =耳sin（碇+扌須（1）星形（Y型）连接得三相交流电源如图5-2-8所示,三相中每个线圈得头A、B、C分别引出三条线, 称为端线（火线），而每相线圈尾X、Y、Z连接在一起，引出一条线，此线称为中线•因为总共接出四根导线,所以连接后得电源称为三相四线制•图 5-2-S三相电源中，每相线圈中电流为相电流，端线中得电流为相电流，端线中得电流为线电流，每个线圈中电压为相电压，任意两条端线得电压为线电压•则线电压与相电压关系2乙3 = sM 磁■ 久 sin（加 + 了疋） =伐3血（觀+ £）6所以相对有效值而言，有5=矶0理有 Sc = ® M'U 0 = ®co同而星形连接后，相电流与线电流大小就是一样得，即：4目=盘（2）三角形（△形）连接得三相电源如图5-2-9所示，它构成三相三线制电路•山图可知,在此悄形下线电压等于相电压，但线电流与相电流就是不相等得，若连接负载在对称平衡条件下，图 5-2-94y =4 sin （创-一羽i/ = i 朋 T C 2 =凤 sm （磁-彳）所以有：'旗=屈相（3）三相交流电负载得星形与三角形连接如图5-2-10屮、乙所示，星形连接时，有电图“JO若三相负载平衡•即A* = ^s= Rj 则有:，0=4 = 8=° = 0〃0=0,中线可省去，改为三相三线制■rr 二 rr三相负载得三角形连接时，。
交流电路中的电感与电容
表示两个线圈之间互感能力的一个物理量，简称互感。它是两个线圈中互感电动势与其中一个线圈中电流变化率 的比值，单位是亨利（H）。
串联和并联电感特性
串联电感特性
在交流电路中，当两个或两个以上的电感线圈串联时，总电感等于各电感之和。即串联电感具有“总 电感等于各电感之和”的特性。
并联电感特性
在交流电路中，当两个或两个以上的电感线圈并联时，总电感小于任何一个单独的电感线圈的电感值 。即并联电感具有“总电感小于任何一个单独的电感线圈的电感值”的特性。
并联电容特性
并联电容器组的等效电容量等于各个 电容器的电容量之和。当并联电容器 组中任一电容器开路时，整个电容器 组将失效。
充放电时间常数计算
充电时间常数
电容器充电时电压上升的速度与 时间之间的关系称为充电时间常 数。充电时间常数等于电容器的 电容量与充电电流的乘积。
放电时间常数
电容器放电时电压下降的速度与 时间之间的关系称为放电时间常 数。放电时间常数等于电容器的 电容量与放电电流的乘积。
电感作用
电感在交流电路中具有阻碍电流变化的作用，当电流增大时，电感产生自感电 动势阻碍电流增大；当电流减小时，电感则释放储存的磁能，维持电流继续流 动。
电容定义及作用
电容定义
电容是指两个相互靠近的导体，中间夹一层不导电的绝缘介 质所构成的电子元件。当在两个导体上施加电压时，它们之 间就会储存电荷，形成电场。
电容作用
电容在交流电路中具有储存电能和滤波的作用。当电路中的 电压或电流发生变化时，电容可以吸收或释放能量，以平滑 电路中的波动。同时，电容还可以阻止直流电流的通过，允 许交流电流通过。
单位与符号表示
电感单位
电感的单位是亨利（H），常用 单位还有毫亨（mH）、微亨（
3电感电容对交流电的影响
3电感电容对交流电的影响电感和电容是被称为电路元件的两种基本组成部分，它们在交流电路中起着至关重要的作用。
电感和电容对交流电的影响是互相影响的，它们在电路中起着不同的作用，但又相互协调，共同工作。
在交流电路中，电感和电容的作用是不可或缺的，它们决定了电路的性能和行为。
首先，我们来谈谈电感对交流电的影响。
电感是一种能够储存和释放磁场能量的元件。
当电压变化时，它会产生一个感应电动势，这样就形成了电感的作用。
在交流电路中，电感主要起到两个作用：阻碍电流的通过和储存电能。
电感的阻碍电流通过的作用被称为电感的感抗，通常用L表示。
当电流通过电感时，电感会产生一个与电流变化方向相反的感应电压，这阻碍了电流的通过。
电感的感抗与电流的频率成正比，即随着频率的增加，感抗也会增加。
这就是为什么在交流电路中，电感可以用来限制电流的变化，防止电流过大而损坏电路元件。
另一方面，电感还可以储存能量，这体现在电感的感应电能上。
当电流通过电感时，电感中会储存一定量的磁场能量，这是因为电流产生的磁场会使电感内部产生感应电动势，这个电动势使电流在电感内部产生了电场的能量。
当电压变化方向改变时，电感释放储存的能量，将其转化为电流。
这一过程是周期性的，所以电感在交流电路中可以被看作是能量的储存器。
另一方面，电容对交流电的影响也是非常重要的。
电容是一种可以储存和释放电荷的元件。
当电压变化时，电容会储存电荷，这形成了电容的作用。
在交流电路中，电容主要有两个作用：通过电流和储存电能。
电容通过电流的作用被称为电容的电抗，通常用C表示。
当电流通过电容时，电容会吸收电流，储存电荷。
当电压变化时，电容中的电荷会被释放，形成电流。
电容的电抗与电流的频率成反比，即随着频率的增加，电抗减小。
这就是为什么在交流电路中，电容可以流通高频电流，而对低频电流产生阻抗。
另一方面，电容还可以储存能量，这体现在电容的电场能上。
电容两极之间的电场会随着电荷的变化而变化，所以电容中储存了一定量的电场能。
《电容以及电感》课件
电感的应用场景和实例
滤波
电感常用于滤波电路中，如电 源滤波器和信号滤波器。
振荡
电感与电容配合使用，可构成 LC振荡电路，用于产生特定频 率的信号。
磁屏蔽
大电流的导线绕在铁氧体磁芯 上，可构成磁屏蔽，用于减小 磁场对周围电子设备的干扰。
传感器
利用电感的磁路和电路特性， 可制成位移、速度、加速度等
传感器。
。
信号处理
电容和电感在信号处理中起到关键 作用，能够实现信号的过滤、耦合 和转换等功能。
电路稳定性
电容和电感在电路中起到稳定电流 的作用，有助于提高电路的可靠性 和稳定性。
电容和电感的发展趋势和未来展望
微型化
随着电子技术的不断发展，电容和电感元件正朝着微型化 、高密度集成方向发展，以满足现代电子产品对小型化和 轻量化的需电源滤波电 路中，滤除交流成分，保 持直流输出平稳。
高频信号处理
陶瓷电容和云母电容用于 高频信号处理电路中，如 调频收音机和电视机的信 号处理。
耦合
电容用于信号耦合，将信 号从一个电路传输到另一 个电路，如音频信号的传 输。
03 电感的工作原理和应用
电感的磁路和电路特性
02 电容的工作原理和应用
电容的充电和放电过程
充电过程
当直流电压加在电容两端时，电容开 始充电，正电荷在电场力的作用下向 电容的一极移动，负电荷向另一极移 动，在极板上形成电荷积累。
放电过程
当充电后的电容两端接上负载电阻时 ，电容开始放电，电荷通过负载电阻 释放，电流逐渐减小，最终电容内的 电荷完全释放。
在RC振荡器中，通过改变电容的容量或电阻的阻值，可以调节振荡器的 输出频率。在LC振荡器中，通过改变电感的量或电容的容量，也可以调
电容与电感课件ppt
旁路去耦
总结词
电容在电路中具有去耦的作用，能够消除电路中的自激振荡和噪声干扰。
详细描述
在电子电路中，常常通过在关键部位增加适当的去耦电容来消除自激振荡和噪声干扰。去耦电容能够旁路掉电源 中的高频噪声，提高电路的信噪比和稳定性。
能量存储
总结词
电容作为一种储能元件，能够存储电能并在需要时释放。
详细描述
电容的能量存储特性
能量存储
电容可以存储电能。当电压升高时，电容充电并存储能量。当电压降低时，电 容放电并释放能量。
储能计算
电容所储存的能量可以用以下公式表示：E = 1/2CV²，其中C是电容的电容量 ，V是电容两端的电压。
03
电容的应用
滤波稳压
总结词
电容在滤波稳压电路中发挥着重要的作用，能够平滑输出电 压，提高稳定性。
应用场景
扼流圈广泛应用于各种电子设备中 ，如电源、音频设备等，用于稳定 电流和防止电磁干扰。
变压器
定义
变压器是一种利用电磁感应原理 改变交流电压的装置。
工作原理
变压器由两个或多个绕组组成， 当一个绕组上施加交流电压时， 磁场在另一个绕组上产生感应电
动势，从而改变电压的大小。
应用场景
变压器广泛应用于电力系统和电 子设备中，如电源、电机控制、 音频设备等，用于升压、降压、
制造工艺上的联系与差异
总结词
电容和电感的制造工艺既有联系又有差异。
详细描述
它们的基本结构都是由导线绕制成线圈，但 电容的导线之间是并联关系，而电感的导线 之间则是串联关系。此外，电容的内部填充 物通常为绝缘材料，而电感的内部则可能填
充磁性材料。
THANKS。
电容的物理意义
电容的主要作用是储存电能。
交流电路交流电和电路中的电感和电容
交流电路交流电和电路中的电感和电容交流电和电路中的电感和电容交流电是指电流的方向和大小在周期性变化的电流。
在交流电路中，电感和电容是两个重要的元件，对于电路的工作和性能具有重要影响。
一、电感电感是指导线、线圈或电路中的元件对电流变化的抵抗能力。
它是以亨利（H）作单位，常用的子单位有微亨(H)和毫亨(mH)。
在交流电路中，电感具有以下特性：1. 阻碍电流变化：当交流电流变化时，电感会阻碍电流的变化。
这意味着电感会抵抗电流的变化，使得电流在电感中产生一个感性反应。
2. 储存电能：由于电感的特性，它可以储存磁场能量。
当电流变化时，电感会储存能量，并在电流方向变化时释放能量。
这种现象在变压器和电感器中得到广泛应用。
3. 对频率敏感：电感对交流电流的频率敏感，即在不同频率下，电感对电流的阻碍能力也不同。
当频率增加时，电感的阻抗也随之增加。
二、电容电容是指电路中的元件对电压变化的响应能力。
它是以法拉（F）作单位，常用的子单位有微法(F)和毫法(mF)。
在交流电路中，电容具有以下特性：1. 接受和储存电荷：当电容器两极之间施加电压时，电容器会积累并储存电荷。
这意味着电容器可以储存能量，从而在电压变化时释放能量。
2. 阻碍电流：当电流在电容器中流动时，电容器会阻碍电流的流动。
由于电容器的导体之间存在电介质层，这导致电容器对电流的传导具有一定阻碍作用。
3. 对频率敏感：与电感类似，电容对交流电的频率也非常敏感，即在不同频率下，电容对电压的响应能力也不同。
当频率增加时，电容的阻抗也随之减小。
三、电感和电容在电路中的应用电感和电容作为基本元件，在电路中有广泛的应用。
1. 电感的应用：- 滤波器：电感可以用来设计滤波器，将特定频率的信号滤除或通过。
例如，交流变压器中的电感用于将频率较低的信号传递到较高频率的输出端。
- 变压器：变压器是由线圈组成的电感元件。
它们可以将电能从一个线圈传导到另一个线圈，实现电压的升降。
这在电力传输和分配中得到广泛应用。
7.1 电感、电容对交流电的阻碍作用
我们把电容对交流电的阻碍作用称为电容容抗，简称容
抗，用符号XC表示，单位是欧姆。
容抗的大小XC与电源频率成反比，与电容器的电容量成反 比。用公式表示为：
式中：
Xc 1 1
C 2fC
XC——电容的容抗，单位是Ω（欧〔姆〕）； f——电源的频率， 单位是Hz（赫〔兹〕）；
——电源的角频率，单位是rad/s（弧度/秒）; C——电容器的电容量，单位是F（法〔拉〕）。
S
A
220V/50Hz ~
B
CD EL
分别接入导线、 电阻、电容、 电感；白炽灯 泡的亮度有什
么变化？自主学习自主学P203—P203回答以下问题：
（1）从上述实验中你能观察出电感对交流电有什么阻碍作用？ （2）什么是电感感抗？字母符号？单位？ （3）电感有什么作用？
一、电感的感抗
我们把电感线圈对交流电的阻碍作用称为电感感抗，简称 感抗，用符号XL表示，单位是欧姆。
一、电感的感抗
【例1】已知一个自感系数为10mH的电感线圈，接在频率为50Hz的交 流电中，其感抗为多少？接在频率为1MHz的交流电中，其感抗又为多少？ 接在直流电路中的感抗呢？
职业相关知识： 电感线圈在交流电路中有“通直流阻交流，通低频阻高频”的特性。
1
2fC
高等教育出版社
电工技术基础与技能
二、电容的容抗
高等教育出版社
电工技术基础与技能
二、电容的容抗
【例2】已知一个10uF的电容器接在220V/50Hz的交流电中，其容抗 为多大？接在频率为100KHz的交流电中，其容抗又为多少？接在直流电 路中的容抗呢？
职业相关知识： 电容器在交流电路中有“隔直流通交流，阻低频通高频”的特性。
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电容对交流电的阻碍作用
电容对交流阻碍作用的大小用容抗表示 容抗越大，表示电感对交流电的阻碍作用越强 容抗越小，表示电感对交流电的阻碍作用越弱
交流电为何能通过电容器
交流电为什么能够“通过”电容器？
电容器的充电和放电表现为交流“通过” 了电容器 金属中的电流是由于负电荷的定向移动引 起的，它等效于正电荷向相反的方向移动
实际上自由电荷并没有通过电容器两极板间的绝缘介质
电容对交流的容抗大小与什么因素有关？
电容对交流电的阻碍大小-容抗
理解并掌握电容上的电压和电流不同相位 理解并掌握容抗的含义
电容器对交流电的阻碍作用
演示实验：
现象：接入电容器，小灯泡变 暗
实验表明：电容器对抗与交流电频率的关系
实验表明： 交变电流的频率越高 电感对交变电流的阻碍作用越大。 电感通低频，阻高频
感抗大小影响因素的演示实验
实验表明： 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。
感抗大小影响因素的反思
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？
作用：通直流、阻交流
作用：通低频、通直流，阻高频
扼流圈
请同学们分析一下，低频扼流圈对高频交流电是否有显著的阻碍作用？高频 扼流圈对低频交流电是否有显著的阻碍作用？ 低频扼流圈对高频交流电有显著的阻碍作用
高频扼流圈对低频交流电没有显著的阻碍作用
电容对交变电流是否也有阻碍作用？
电容对直流电和交流电的不同作用
小灯泡与电容器串 联接在交流电两端
容抗
演示实验： 小电容→大电容
低频率→高频率
实验表明：电容器电容越大、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。
电容器具有“通交流、隔直流”“通 高频、阻低频”的特点。
容抗的公式
“通过”电容的电流大小如何计算？
假设输入的交流电电压为 类似于电阻，定义 容抗等于电压与电流有效值的比
感抗是由自感现象引起的，线圈的自感系数L越大，自感作用就越大， 因而感抗越大；
交流电的频率f越高，电流的变化率越大，自感作用也越大，因而感 抗越大。
感抗的公式
电感的自感电动势如何计算？
假设输入的交流电为
类似于电阻，定义 感抗等于自感电动势与电流有效值的比
则电感上的自感电动势
最大值的比
感抗的公式
意义： 反映电感对交流阻碍作用的大小 符号： 大小： 单位： 成因： 交流电流不断变化，产生自感电动势 决定因素： ①线圈的自感系数 L ②交流电频率 f
容抗和电阻
容抗和电阻有何不同？
决定因素 定义式
电阻R
由材料、形状决定 跟U、I无关
任意时刻，均满足
容抗
除跟材料、形状有关 还跟频率有关
有效值才满足
隔直容抗
在电子技术中，声音、图象等信号都要变成交变电流来处理。微弱的信号电流往 往需要经过几级放大。在某极放大之后，要把信号送到下一级，但两级的直流工 作状态不能相互影响。这时可以在两级之间接入如图所示的电路，图中的电容称 为耦合电容。说一说，这个电路怎样起到了“隔直流、通交流”的作用。
电感的感抗大小与什么因素有关呢？ 猜想：自感系数，交变电流的频率
电感对交流电的阻碍作用大小-感抗
理解在电感中电流和电压的相位不同 理解感抗大小的影响因素
感抗大小影响因素的演示实验
演示实验： 感抗与自感系数的关系
实验表明： 线圈的自感系数越大 电感对交变电流的阻碍作用越大。
感抗大小影响因素的演示实验
理解并掌握直流电不能通过电容器、交流电可以通过电容器 理解并掌握交流电通过电容器时的阻碍作用与电容大小和交流电频率有关
电容对直流电和交流电的不同作用
演示实验： 观察灯泡的发光情况
电容对直流电和交流电的不同作用
演示实验：
实验现象： 接通直流电源，灯泡不亮；
接通交流电源， 灯泡亮了。
说明了直流电不能够通过电容器，交流电能够“通过”电容器
实验表明电感对交变电流有阻碍作用
通直流，阻交流
电感对交变电流的阻碍作用
电感对交变电流阻碍作用的大小，用感抗表示 感抗越大，表示电感对交流电的阻碍作用越强 感抗越小，表示电感对交流电的阻碍作用越弱
电感对交变电流的阻碍作用
为什么电感对交流电有阻碍作用？
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。
则电容上的电流
容抗的公式
意义： 反映电容对交流阻碍作用的大小 符号： 大小： 单位： 决定因素： ①电容C ②交流电的频率f
容抗公式的反思
从公式的角度分析，增大交流电的 频率，电容对交流电的阻碍作用如 何变化？
↑ 越大，对交流电的阻碍作用越强
越小，对交流电的阻碍作用越弱
↓ 阻碍作用变弱 电流变大
感抗公式的反思
越大，对交流电的阻碍作用越强 越小，对交流电的阻碍作用越弱
从公式的角度分析，增大交流 电的频率，电感对交流电的阻 碍作用如何变化？
↑
↑ 阻碍作用变强
电流变小
感抗和电阻
感抗和电阻有何不同？
决定因素 定义式
电阻R
由材料、形状决定 跟U、I无关
任意时刻，均满足
感抗
除跟材料、形状有关 还跟频率有关
电感对直流电和交流电的不同作用
1 理解并掌握电感特点：通直流、阻交流、通低频、阻高频 2 理解并掌握电感对交流电阻碍作用的原因
电感对交变电流的阻碍作用
演示实验： 实验中取直流电源的电压与交流电压的有效值相等
电感对交变电流的阻碍作用
演示实验： 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。
有效值才满足
扼流圈是电工技术和电子技术中常用的元件 它利用了电感对交流电的阻碍作用
扼流圈
理解并掌握低频扼流圈和高频扼流圈的特点 了解简单的电感滤波电路
扼流圈
扼流圈有两种： ①低频扼流圈：
铁芯 匝数几千甚 至超过一万 自感系数为几十亨
②高频扼流圈：
有的绕在铁氧体芯上 有的是空心的 匝数几百或几十 自感系数为几毫亨
电感和电容对交变电流的影响
教学目标
通过实验，了解电感器和电容器对交变电流的阻碍和导通作用 知道感抗和容抗的物理意义及影响因素 通过猜想、假设、实验、交流合作与分析论证，体验科学探究过程
教学重点
电感和电容对交变电流的作用特点
教学难点
电感和电容对交变电流的作用特点
在直流电路中，影响电流跟电压关系的只有电阻 在交变电流路中，影响电流跟电压关系的，除了电阻外，还有电感和电容