[电感和电容对交变电流作用的比较]电感和电容对交变电流作用
【jiaoan.jxxyjl.com--高一物理教案】
教学目的:
1、了解电感对电流的作用特点.
2、了解电容对电流的作用特点.
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.
教学方法:启发式综合教学法
教学用具:小灯泡、线圈(有铁芯)、电容器、交流电源、直流电源.
教学过程:
一、引入:
在直流电流电路中,电压 、电流 和电阻 的关系遵从欧姆定律,在交流电路中,如果电路中只有电阻,例如白炽灯、电炉等,实验和理论分析都表明,欧姆定律仍适用.但是如果电路中包括电感、电容,情况就要复杂了.
二、讲授新课:
1、电感对交变电流的作用:
实验:把一线圈与小灯泡串联后先后接到直流电源和交流电源上,观察现象:
现象:接直流的亮些,接交流的暗些.
引导学生得出结论:接交流的电路中电流小,间接表明电感对交流有阻碍作用.
为什么电感对交流有阻碍作用?
引导学生解释原因:交流通过线圈时,电流时刻在改变.由于线圈的自感作用,必然要产生感应电动势,阻碍电流的变化,这样就形成了对电流的阻碍作用.
实验和理论分析都表明:线圈的自感系数越大、交流的频率越高,线圈对交流的阻碍作用就越大.
应用:日光灯镇流器是绕在铁芯上的线圈,自感系数很大.日光灯起动后灯管两端所需的电压低于220v,灯管和镇流器串联起来接到电源上,得用镇流器对交流的阻碍作用,就能保护灯管不致因电压过高而损坏.
2、交变电流能够通过电容
实验:把白炽灯和电容器串联起来分别接在交流和直流电路里.
现象:接通直流电源,灯泡不亮,接通交流电源,灯泡能够发光.
结论:直流不能通过电容器.交流能通过交流电.
引导学生分析原因:直流不能通过电容器是容易理解的,因为电容器的两个极板被绝缘介质隔开了.电容器接到交流电源时,实际上自由电荷也没有通过两极间的绝缘介质,只是由于两极板间的电压在变化,当电压升高时,电荷向电容器的极板上聚集,形成充电电流;当电压降低时,电荷离开极板,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,表现为交流“通过”了电容器.
学生思考:
使用220v交流电源的电气设备和电子仪器,金属外壳和电源之间都有良好的绝缘,但是有时候用手触摸外壳仍会感到“麻手”,用试电笔测试时,氖管发光,这是什么?
原因:与电源相连的机芯和金属外壳可以看作电容器的两个极板,电源中的交变电流能够通过这个“电容器”.虽然这一点“漏电”一般不会造成人身危险,只是为了在机身和外壳间真的发生漏电时确保安全,电气设备和电子仪器的金属外壳都应该接地.
3、电容不仅存在于成形的电容器中,也存在于电路的导线、无件、机壳间.有时候这种电容的影响是很大的,当交变电流的频率很高时更是这样.同样,感也不仅存在于线圈中,长距离输电线的电感和电容都很大,它们造成的电压损失常常比电阻造成的还要大.
总结:
电容:通高频,阻低频.
电感:通低频,阻高频.
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