電感與電流對交流電的作用及變壓器

電感及電容對交變電流的作用1高二物理一、電感對交變電流的阻礙作用1、實(shí)驗(yàn)探究:直流電源電壓和交流電源電壓的有效值相等。裝置介紹實(shí)驗(yàn)電路圖現(xiàn)象接通直流電源時(shí)，燈泡亮些;接通交流電源時(shí)，燈泡略暗.1、實(shí)驗(yàn)探究:直流電源電壓和交流電源電壓的有效值相等。裝置介紹實(shí)驗(yàn)電路圖電感線圈對交變電流有阻礙作用．實(shí)驗(yàn)結(jié)論一、電感對交變電流的阻礙作用（1）感抗：電感對交變電流阻礙作用的大小叫做感抗，用XL表示。（2）成因：由于交變電流是不斷變化的，所以在電感上產(chǎn)生自感電動(dòng)勢，自感電動(dòng)勢阻礙電流的變化。（3）影響感抗的因素：線圈的自感系數(shù)和交變電流的頻率，

自感系數(shù)越大，頻率越高，感抗越大．（4）應(yīng)用——扼流圈：低頻扼流圈（L大）——通直流、阻交流．高頻扼流圈（L?。ǖ皖l、阻高頻．感抗：XL=2πfL一、電感對交變電流的阻礙作用2、感抗XL:S接直流電源時(shí)，燈泡不亮；S接交流電源時(shí)，燈泡發(fā)光．實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)電路圖將雙刀雙擲開關(guān)S分別接到電壓相等的直流電源和交流電源上，觀察燈泡的亮暗．實(shí)驗(yàn)結(jié)論二、交變電流能夠通過電容器交流能夠“通過”電容器，直流不能通過電容器。電容器“隔直流、通交流”

S接交流電源,用導(dǎo)線將電容器的兩極短路，觀察燈泡亮度的變化情況．實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)電路圖電容器被短路后燈泡要比原來亮得多.三、電容器對交變電流的阻礙作用實(shí)驗(yàn)結(jié)論電容器對交流有阻礙作用1、實(shí)驗(yàn)探究:(1)電容對交變電流阻礙作用的大小叫做容抗,用XＣ表示.(2)影響容抗的因素：電容器的電容和交變電流的頻率，電容越大，頻率越高，容抗越?。?3)實(shí)際應(yīng)用：隔直電容器——通交流、隔直流；(串聯(lián)電容器)旁路電容器——通高頻、阻低頻.(并聯(lián)電容器)三、電容器對交變電流的阻礙作用2、容抗XＣ:容抗：XC=例1：如圖，線圈的自感系數(shù)和電容器的電容都很?。↙=1mH，C=200pF），此電路的重要作用是（）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D例2：如圖，ab兩端連接的交流電源既含有高頻交流，又含有低頻交流，L是一個(gè)25mH的高頻扼流圈，C是一個(gè)100pF的電容器，R是負(fù)載電阻。下列說法正確的是（）A．L的作用是“通低頻，阻高頻”B．C的作用是“通交流，阻直流”C．C的作用是“通高頻，阻低頻”D．通過R的電流中，低頻交流所占的百分比遠(yuǎn)大于高頻交流所占的百分比ACD例3：如圖，平行板電容器與燈泡串聯(lián)，接到交流電源上，燈泡正常發(fā)光，下列哪些措施可使燈泡變暗。（）A．在電容器兩極板間插入電介質(zhì)B．將電容器兩極板間的距離增大C．錯(cuò)開電容器兩極板間的正對面積D．在電容器兩極板間插入金屬板（不碰及極板）BC例4：在收音機(jī)線路中，經(jīng)天線接收下來的電信號(hào)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，我們可以采用如圖所示電路，其中a、b應(yīng)選擇的元件是A．a(chǎn)是電容較大的電容器，b是低頻扼流圈B．a(chǎn)是電容較大的電容器，b是高頻扼流圈C．a(chǎn)是電容較小的電容器，b是低頻扼流圈D．a(chǎn)是電容較小的電容器，b是高頻扼流圈D例5、如圖所示，電路中完全相同的三只燈泡L1、L2、L3分別與電阻R、電感L、電容C串聯(lián)，然后再并聯(lián)到220V、50Hz的交流電路上，三只燈泡亮度恰好相同。若保持交變電壓不變，將交變電流的頻率提高到60Hz，則發(fā)生的現(xiàn)象是（）A、三燈亮度不變B、三燈均變亮C、L1不變、L2變亮、L3變暗D、L1不變、L2變暗、L3變亮D練習(xí)1：如圖所示，當(dāng)交流電源的電壓（有效值）U＝220V、頻率f＝50Hz時(shí)，三只燈A、B、C的亮度相同（L無直流電阻）。（1）將交流電源的頻率變?yōu)閒＝100Hz，則（）（2）將電源改為U＝220V的直流電源，則（）A．A燈比原來亮

B．B燈比原來亮C．C燈和原來一樣亮D．C燈比原來亮ACBC

電阻、感抗、容抗的區(qū)別電阻感抗容抗產(chǎn)生原因在電路中特點(diǎn)決定因素電能轉(zhuǎn)化做功自由電子與離子碰撞電感線圈的自感現(xiàn)象電容器上積累電荷的反抗作用對直流、交流均有阻礙作用只對交流有阻礙作用對直流的阻礙無限大，能通過變化的電流.電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能電能和磁場能往復(fù)轉(zhuǎn)化電能和電場能往復(fù)轉(zhuǎn)化15變壓器閉合鐵芯原（初級）線圈副（次級）線圈電路圖中變壓器符號(hào)：n1n2n1n2無鐵芯有鐵芯原線圈副線圈鐵芯U1U2

n1n2∽0utU1=n1/tU2=n2/t變壓器的原理理想變壓器原副線圈的端電壓之比等于這兩個(gè)線圈的匝數(shù)之比；此公式也適用于同一個(gè)變壓器中任意兩個(gè)線圈之間。（包括兩個(gè)副線圈之間）理想變壓器特點(diǎn)：（1）變壓器鐵芯內(nèi)無漏磁。（2）原（初級）、副（次級）線圈不計(jì)內(nèi)阻。1、當(dāng)n2

>n1

時(shí)，U2>U13、當(dāng)n2

<n1時(shí)，U2<U12、當(dāng)n2

=n1時(shí)，U2=U1——

升壓變壓器——

等壓變壓器——

降壓變壓器1、理想變壓器輸入功率等于輸出功率（能量守恒）即:U1I1=U2I2P入=P出也可寫成:2、理想變壓器原副線圈的電流跟它們的匝數(shù)成反比此公式只適用于一個(gè)副線圈的變壓器I1n1＝I2n2＋I(xiàn)3n3例1、理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1:n2＝4：1，當(dāng)導(dǎo)體棒在勻強(qiáng)磁場中向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)切割磁感線時(shí)，圖中電流表A1的示數(shù)12mA，則電流表A2的示數(shù)為————（）A．3mAB．0C．48mAD．與負(fù)載R的值有關(guān)BU1U2=n1n222036=1100n2n2=180180U2P2I2==n2n1I1I2180×11×601100×36=n2

P2=n1U2=3A解：所以：3A例2、一理想變壓器，原線圈匝數(shù)n1=1100，接在電壓220V的交流電源上，當(dāng)它對11只并聯(lián)的“36V，60w”的燈泡供電時(shí)，燈泡正常發(fā)光。由此可知副線圈的匝數(shù)n2=_____，通過原線圈的電流I1=______。例3、如圖所示，理想變壓器原副線圈匝數(shù)比為4:1，原線圈中的電阻A與副線圈中的負(fù)載電阻B阻值相等。ab端加一交流電壓U后，（1）兩電阻消耗的功率之比為多少？（2）兩電阻兩端電壓之比為多少？（3）B電阻兩端電壓為多少？n1n2BAUab（1）1:16（2）1:4

（3）

UB=174UAV~R1R2SA.U增大、I增大、P1增大C.U減小、I減小、P1減小D.U不變、I減小、P1不變B.U不變、I減小、P1增大例4、如圖所示：理想變壓器的原線圈接高電壓，變壓后接用電器，線路電阻不計(jì)。S原來閉合，且R1=R2，現(xiàn)將S斷開，那么交流電壓表的示數(shù)U、交流電流表的示數(shù)I和用電器上R1的功率P1將分別是：D例5、如圖所示，一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n1：n2=3：1，有四只相同的燈泡連入電路中，若燈泡L2、L3、L4均能正常發(fā)光，則燈泡L1（

）A、也能正常發(fā)光B、較另三個(gè)燈暗些C、將會(huì)燒壞D、不能確定n2n1L3L4L1U1L2例6、一臺(tái)理想變壓器原線圈匝數(shù)n1＝1100匝，兩個(gè)副線圈的匝數(shù)分別是n2＝60匝，n3＝600匝。若通過兩個(gè)副線圈中的電流分別為I2＝1A，I3＝4A，求原線圈中的電流。

解析：對于理想變壓器，輸入功率與輸出功率相等，則有I1n1＝I2n2＋I(xiàn)3n3I1＝（I2n2＋I(xiàn)3n3）／n1＝（1×60＋4×600）／1100＝2.24A例7、如圖所示：理想變壓器的交流輸入電壓U1=220V，有兩組副線圈，其中n2=36匝，標(biāo)有“6V，9W”、“12V，12W”的燈泡分別接在兩副線圈上均正常發(fā)光，求：（1）原線圈的匝數(shù)為n1和另一副線圈的匝數(shù)n3.（2）原線圈的電流I1。n3n2n128解：（1）由于兩燈均正常發(fā)光，所以有：U2=6V，U3=12V 根據(jù)原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系，有：U1/U2=n1/n2n1=U1n2/U2=1320匝。U3/U2=n3/n2，n3=U3n2/U2=72匝。（2）根據(jù)能量守恒，有P入=P出。即I1U1=P2+P3，則I1=（P2+P3）/U1=0.095A例8、如圖所示，理想變壓器的原線圈接上220V交流電壓，副線圈有A、B兩組，A組接4Ω的電阻，B組接規(guī)格為“10V24W”的燈泡。已知A組的線圈匝數(shù)為30匝，兩端電壓為6V，燈泡正常發(fā)光，求原線圈的匝數(shù)和電流?；ジ衅魇且环N變壓器，它可以把不能直接測量的高電壓、大電流變換成低電壓、小電流后再進(jìn)行測量．圖4－41．電壓互感器，把高電壓變換成低電壓，就是降壓變壓器，并聯(lián)在被測電路中．2．電流互感器，把大電流變成小電流，串聯(lián)在被測電路中．互感器例、如圖4－5是兩個(gè)互感器，在圖中的圓圈a、b表示交流電表．已知變壓比為