第三节 电感和电容对交变电流的影响

教学设计方案

电感和电容对交变电流作用

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．