一周强化

主讲：熊涛

一、一周知识概述

　　本周我们需要认识电容，电感对交变电流的影响，知道电阻器对直流和交流的影响是相同的；电容器不能让直流通过却能让交流通过，但对交流有一定的阻碍作用；电感器既能让直流通过也能让交流通过，但也对交流有一定的阻碍作用。

二、重难点知识讲解

一、电容器

1、直流不能通过电容器

　　电容器两极之间的绝缘介质阻隔了导体中自由电子的通过。

2、交变电流能够通过电容器

　　交变电流能使电容器两极间电压的大小和方向都随时间做周期性变化，当电压增大时，导体中的电流流向电容器，给电容器充电，在电路中形成充电电流；当电压减小时，电容器放电，电流流出电容器，在电路中形成放电电流。所以，尽管自由电子不能通过电容器两极间的绝缘介质，但在周期性交变电压作用下，电容器不断充电、放电，电路中就会形成持续的交变电流。

3、容抗

　　电容器对交流有一定的阻碍作用。在物理学中，这种阻碍作用叫做容抗。

　　研究表明，容抗的大小与电容器本身的电容量、交变电流的频率有关：电容量越大、交变电流的频率越高，容抗就越小，电容器对交流的阻碍作用也就越小；反之，电容量越小、交变电流的频率越低，容抗就越大，电容器对交流的阻碍作用也就越大。

4、应用

（1）电容器具有“隔直流、通交流”的特性。

　　在电子技术中它常被用来将信号电流中混在一起的直流成分和交流成分分开。

　　例如，电子设备从电路的某一级输出的电流既含有直流成分又含有交流成分，而下一级电路只需要其中的交流成分，我们只需在两级电路之间串联1个电容器（如下图），就可以阻隔直流成分，仅把交流成分输送到下一级电路。在电路中起这种作用的电容器叫做隔直电容器。

（2）电容器还具有“阻低频、通高频”的特性。

　　由于电容器的这一特点，电子技术中常用它将信号电流中混在一起的高频成分和低频成分分开。

　　例如，电子设备从电路的某一级输出的电流既含有高频成分又含有低频成分，而下一级电路只需要其中的低频成分，我们只需在下一级电路的输入端并联1个电容器（如下图），就可以使高频成分从旁路通过电容器，而仅把其中的低频成分输送到下一级电路。在电路中起这种作用的电容器叫做高频旁路电容器。

5、应当使用有三孔插插座和插头

　　日常所用的电气设备，外壳和电源之间大都有良好的绝缘。插上电源之后，碰到金属外壳，有时会有麻手的感觉。这是因为电器的内部元件与金属外壳相当于“电容器”的两极，如果电源或电器外壳没有接地，那么接上交流电源后，交变的电压就可以通过这个“电容器”产生微量漏电。微量漏电虽不至于对人造成大的伤害，但为了安全，还是应当使用有三孔插座和插头（如下图），使交流电源和电器设备的金属外壳都接地。

二、电感

1、电感器是用金属导线绕制而成的，不论是交流电还是直流电，都能通过电感器

2、在物理学中，电感对交流的阻碍作用叫做感抗

　　感抗的大小与电感器本身的自感系数、交变电流的频率有关：自感系数越大、交变电流的频率越高，感抗就越大，电感器对交流的阻碍作用也就越大；反之，自感系数越小、交变电流的频率越低，感抗就越小，电感器对交流的阻碍作用也就越小。

3、电感器在电路中具有“阻交流、通直流”的特性。

　　线圈中电流的变化必然会引起穿过线圈的磁通量变化，从而在线圈中激发出自感电动势。根据楞次定律，自感电动势将阻碍线圈中电流的变化，使电路中电流的最大值和有效值都比没有电感器时小，从而产生对交变电流的阻碍作用。由于直流不发生变化，在线圈中不会产生自感电动势，也就不会产生阻碍作用。

4、电感器还具有“阻高频、通低频”的特性。

　　电感器对交流中的高频的阻碍作用大于低频的时候。

5、在电子技术中的应用

（1）低频扼流圈[图(a)]

　　它由闭合铁芯和绕在铁芯上的线圈构成。这种扼流圈一般有几千匝甚至超过一万匝，自感系数很大，为几十亨，而电阻却较小。它对低频交流会产生很大的阻碍作用，而对直流的阻碍作用则较小，在电子线路中可以起到“阻交流、通直流”的作用。

（2）高频扼流圈[图(b)]

　　它的线圈有的是绕在圆柱形的铁氧体芯上，有的则是空心的。这种扼流圈的匝数一般有几百匝，自感系数为几毫亨。它只对频率很高的交流产生很大的阻碍作用，而对低频交流的阻碍作用较小，在电子线路中可以起到“阻高频、通低频”的作用。

　　在对电流的阻碍作用上，电感器与电阻器还有一个很大的区别：电感器对交变电流的阻碍作用表现在自感电动势阻碍线圈中电流的变化，在这个过程中，一部分电能转变为磁场能储存在线圈的磁场中，随着电流的变化，这些磁场能又可以转变成电能，不会消耗电能，电阻器对电流的阻碍作用则表现在电流的热效应上，电流通过电阻，必然会产生焦耳热，使部分电能转变为内能，从而造成电能的损耗。

- 返回 -