选择性必修 第二册 · 人教版
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20 电感和电容对交变电流的影响

免费读1262字2024-07-22

  老师:同学们大家好,今天我们一起学习电感和电容对胶变电流的影响,请大家看一下调光台灯是一种常见的小家电,你知道它的调光原理吗?它是利用了电阻对胶变电流的阻碍作用,通过改变电阻的阻值可以调整电路中的电流,这样来改变台灯的亮度。除了电阻之外,电感器、电容器也是常见的电路元件,他们对胶片电流有阻碍作用吗?如果有的话,其阻碍作用跟哪些因素有关系?带着这些问题,我们开始今天的学习。我们首先研究电感器对胶变电流的阻碍作用。在下面的实验中,把电感器和小灯泡串联,先后接入直流电路和交流电路,请大家注意,直流电路的电压等于交流电路电压的有效值,那下面我们通过实验体验一下电感器对胶变电流的影响。这是一个带铁心。

  学生:的电感线圈,这是信号发生器。首先把电感线圈与小灯泡串联后,接入直流电路闭合开关,灯泡点亮,用一根带绝缘皮的导线往线圈两端短路,看到灯泡亮度只有轻微的变化,说明在恒定电流电路中,电感线圈对电流的阻碍作用很小,这是因为线圈的电阻很小,换成交流电源闭合开关使灯泡发光。

  学生:也用绝缘导线把线圈两端短路,看到灯泡亮度明显变亮,说明线圈对交流电存在阻碍作用,这种阻碍作用称为感抗。

  老师:通过实验我们体会的电感器对直流电路几乎没有阻碍作用,可是它对交流电路的阻碍作用非常明显,我们把电感器对胶变电流的阻碍作用叫做感抗,用字母z角标l来表示。请大家思考两个问题,感抗是怎么产生的?还有影响感抗的因素有哪些?关于感抗的产生,有的同学结合前面的学习是这样分析的。上一章我们学过电磁感应,知道把线圈接入交流电路,由于线圈中通过的是变化的电流,可以产生自感电动室,对电流有阻碍作用,这样就产生了感抗。既然这样解释,那影响感抗的因素也就出来了,一个是线圈的自感系数,还一个是电流的变化率。在峰值一定的情况下,电流的变化率取决于交流电的频率。这样来看,影响感抗的因素有两个,一个是线圈的自感系数,还一个是交流电的频率,他的猜想对不对?我们通过一个实验来检验一下。

  学生:保持其他条件都不变,只是改变交流电的频率。我们看到当频率变小时,灯泡变亮,频率变大时,灯泡变暗,这说明杆抗的大小跟交流电的频率有关。在其他条件不变的情况下,抽去线圈中的铁芯,看到灯泡明显变亮,说明电感小,敢抗也变小,再把铁芯插上,而把猿抓数由400张减为100张,看到灯泡明显变化,这说明感抗变小。

  老师:通过刚才的实验,我们可以得到结论,自感系数越大,频率越高,感抗越大。这样来看,刚才的猜想是正确的,结合刚才的学习,我们可以了解感抗的表达式,zl等于2派f乘以l,如果把线圈儿直接在交流电源上,电流的有效值等于电压的有效值。除以感抗。电感器在技术上常用作恶硫圈,大家可以结合公式体会一下低频恶硫圈和高频恶硫圈的工作原理。低频恶硫圈扎数比较多,可以达到几千扎或者上万扎,自感系数比较大,有几十夯,接入交流电路以后杆抗比

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