高考物理電感和電容對(duì)交流電的影響

　　一、電感

　　1.電感對(duì)交變電流的阻礙作用

　　交變電流通過電感線圈時(shí)，由于電流時(shí)刻都在變化，因此在線圈中就會(huì)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，而自感電動(dòng)勢(shì)總是阻礙原電流的變化，故電感線圈對(duì)交變電流會(huì)起阻礙作用，前面我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過，自感電動(dòng)勢(shì)的大小與線圈的自感系數(shù)及電流變化的快慢有關(guān)，自感系數(shù)越大，交變電流的頻率越高，產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)就越大，對(duì)交變電流的阻礙作用就越大，電感對(duì)交流的阻礙作用大小的物理量叫做感抗，用XL表示，且XL=2πfL。感抗的大小由線圈的自感系數(shù)L和交變電流的頻率f共同決定。

　　2.電感線圈在電路中的作用

　　(1)通直流、阻交流，這是對(duì)兩種不同類型的電流而言的，因?yàn)楹愣�電流的電流不變化，不能引起自感現(xiàn)象，所以對(duì)恒定電流沒有阻礙作用，交流電的電流時(shí)刻改變，必有自感電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生以阻礙電流的變化，所以對(duì)交流有阻礙作用。

　　(2)通低頻、阻高頻，這是對(duì)不同頻率的交變電流而言的，因?yàn)榻蛔冸娏鞯念l率越高，電流變化越快，感抗也就越大，對(duì)電流的阻礙越大。

　　(3)扼流圈：利用電感阻礙交變電流的作用制成的電感線圈。

　　低頻扼流圈：線圈繞在鐵芯上，匝數(shù)多，自感系數(shù)大，電阻較小，具有“通直流、阻交流”的作用。

　　高頻扼流圈：匝數(shù)少，自感系數(shù)小;具有“通低頻、阻高頻”的作用。

　　二、電容

　　1.電容器為何能“通交流”

　　把交流電源接到電容器兩個(gè)極板上后，當(dāng)電源電壓升高時(shí)，電源給電容器充電，電荷向電容器極板上聚集，在電路中形成充電電流;當(dāng)電源電壓降低時(shí)，電容器放電，原來極板上聚集的電荷又放出，在電路中形成放電電流，電容器交替進(jìn)行充電和放電，電路中就有了電流，好像是交流“通過”了電容器，但實(shí)際上自由電荷并沒有通過電容器兩極板間的絕緣介質(zhì)。

　　2. 電容器對(duì)交變電流的阻礙作用是怎樣形成的

　　我們知道，恒定電流不能通過電容器，原因是電容器的兩個(gè)極板被絕緣介質(zhì)隔開了。當(dāng)接到交流電源上時(shí)，電源使導(dǎo)線中自由電荷向某一方向定向移動(dòng)，對(duì)電容器進(jìn)行“充放電”，電容器兩極板在此過程中由于電荷積累(或減少)而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，因而反抗電荷的繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，就形成了電容對(duì)交變電流的阻礙作用。

　　電容器對(duì)交變電流的阻礙作用大小用“容抗”來表示，即

  　，電容越大，頻率越高，電容器對(duì)交變電流的阻礙作用越小，容抗越小。

　　3.電容器在電路中的作用

　　(1)通交流、隔直流，用來“通交流、隔直流”的電容器叫隔直電容器，其電容一般較大，常串接在兩級(jí)電路之間，以使電流中的交流成分通過。

　　(2)通高頻、阻低頻.在電子技術(shù)中，從某一裝置輸出的交流常既有高頻成分，又有低頻成分，若在下一級(jí)電路的輸入端并聯(lián)一個(gè)電容器，就可只把低頻成分的交流信號(hào)輸送到下一級(jí)裝置。

　　三、電阻、電感和電容的區(qū)別

　　電阻、電感線圈和電容器在交流電路中所起的作用不同，電阻對(duì)所有電流阻礙作用相同，其結(jié)果是電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。電感線圈(其內(nèi)阻不計(jì))和電容器對(duì)交流的阻礙作用與頻率有關(guān)，其結(jié)果是使電場(chǎng)能與磁場(chǎng)能相互轉(zhuǎn)化。解決具體問題時(shí)切勿認(rèn)為電感線圈L總是“通直流，阻交流”，電容器C總是“通交流，隔直流”，要考慮交變電流的頻率高低，認(rèn)真核對(duì)電感和電容所適用的條件。