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电感器对交变电流的阻碍作用

100次浏览     发布时间:2024-10-09 10:05:10    

1.探究电感器对交变电流的阻碍作用

把带铁芯的线圈与小灯泡串联,先接到直流电源上,然后再接到交流电源上,如图所示.已知直流电源电压与交流电源电压有效值相等.

(1)现象:接通直流电源时,灯泡亮些;接通交流电源时,灯泡暗些.

(2)结论:电感线圈对交变电流有阻碍作用.

☞为什么电感器对交变电流有阻碍作用?

交变电流通过线圈时,由于电流时刻都在变化,所以自感现象就不断地发生,而自感电动势总是要阻碍电流的变化,这就是电感器对交变电流的阻碍作用.

2.感抗

(1)定义:电感器对交流电的阻碍作用,称为感抗.

(2)物理意义:电感器对交变电流的阻碍作用的大小用感抗表示.

(3)影响感抗大小的因素:线圈的自感系数、交变电流的频率.线圈的自感系数越大,交变电流的频率越高,线圈的感抗就越大;有铁芯时要比没有铁芯时的感抗更大.

(4)感抗的单位是欧姆,用符号Xʟ表示,Xʟ=2πfL,其中f为交变电流的频率,L为线圈的自感系数.此公式虽然不要求掌握,但可以用来定性地分析问题.

☞如图所示,把带铁芯的线圈L与小灯泡串联起来,把它们接到交流电源上.

(1)电路接通时,灯泡是否立即发光?

(2)换用自感系数更大的线圈或调换频率更高的交流电源,灯泡的亮度有何变化?说明了什么?

答案:

(1)灯泡是逐渐变亮的.

(2)无论是换用自感系数更大的线圈还是调换频率更高的交流电源,灯泡均变暗,说明线圈的自感系数越大,交变电流的频率越高,线圈对交变电流的阻碍作用越大.

☞为什么线圈的感抗跟线圈的自感系数和交变电流的频率有关呢?

感抗是由自感现象引起的,线圈的自感系数L越大,自感作用就越大因而感抗越大,交变电流的频率f越高,电流的变化越快,自感作用也越大,因而感抗越大.

3.感抗的应用

低频扼流圈用来“通直流,阻交流”,因此可以用低频扼流圈来分离“直流和交流”;高频扼流圈对高频交变电流阻碍作用较大,对低频交变电流阻碍作用较小,因此可以用高频扼流圈分离“低频交变电流和高频交变电流”.

R₂两端直流电压与R₁两端直流电压大致相等,R₂两端交流电压比R₁两端交流电压小得多.

☞“通直流,阻交流”与“通低频,阻高频”

(1)“通直流,阻交流”:恒定的直流不变化,不能引起自感现象,而交变电流时刻改变,必有自感电动势产生来阻碍电流的变化;

(2)“通低频,阻高频”:交变电流的频率越高,电流的变化也就越快,自感作用越强,感抗也就越大.