“電感和電容對交變電流的影響”教學(xué)案例
自感系數(shù)越大,對一定的交變電流產(chǎn)生的自感現(xiàn)象越明顯,阻礙作用越大,感抗也越大。
(3)為什么交變電流的頻率越高,感抗越大?
交變電流的頻率越高,即電流的交化越快,產(chǎn)生的自感現(xiàn)象越明顯,阻礙作用越大,感抗也越大。
2.分析電容器在交直流電中的作用(學(xué)生互相議論后回答)
由于交變電流的頻率越低容抗越大,而直流電的頻率為0,在直流電路中,電容對它的阻礙作用很大(無窮大),直流電不能通過電容器。所以電容器有“通交流、隔直流”作用。
交變電流的頻率越高,容抗越小,阻礙作用越小,所以有“通高頻、阻低頻”作用。
理論解釋:
(1)電容器:因為電容器的兩極板間是絕緣的電介質(zhì),直流電不能通過電容器。
(2)交變電流能真正通過電容器嗎?
當(dāng)電容器接上交變電壓時,實際上自由電行也沒有通過電容兩極板間的絕緣介質(zhì)。p.194圖8-10所示,只不過在交變電壓的作用下,當(dāng)電源的電壓升高時,電容器充電,電荷向電容極板聚集,形成了充電電流;當(dāng)電源電壓降低時,電荷從電容器的極板上放出,形成了放電電流。電容器交替進(jìn)行充電和放電,電路中就有了電流,表現(xiàn)為交變電流“通過”了電容器。(3)為什么電容越大,容抗越小?
電容器的電容越大,表明電容器儲存電荷的能力越大,在電壓一定的條件下,單位時間內(nèi)電路中充放電移動的電荷量越大,電流越大。所以電容對交變電流的阻礙作用越小,容抗越小。
(4)為什么交變電流的頻率越高,容抗越小?
在交變電流的電壓一定時,交變電流的頻率越高,電路中充放電越頻繁,單位時間內(nèi)電荷移動速率越大,電流越大。所以電容對交變電流的阻礙作用越小,容抗越小。
五、技術(shù)上的應(yīng)用
(1)電工和電子技術(shù)中的扼流圈。利用電感對交變電流的阻礙作用制成的,有低頻扼流圈和高頻扼流圈兩種(示意實物)。低頻扼流圈匝數(shù)為幾乎到超過一萬,對低頻交變電流有較大的阻礙作用,線圈本身電阻較小,對直流電阻礙作用較小;高頻扼流圈匝數(shù)為幾百匝,對低頻交變電流的阻礙作用較小,對高頻交變電流的阻礙作用很大。
(2)在電子技術(shù)中,從某一裝置輸出的電流常常既有交流成分,又有直流成分。如果只需要把交流成分輸送到下一級裝置,只要在兩級電路之間接入一個電容器(稱為隔直電容器)就可以了。如圖2所示,電流通過電容器,只能是交流部分通過電容器到達(dá)后一級裝置,直流電隔在前一級裝置。
(3)在電子技術(shù)中,從某一裝置輸出的交流常常既有高頻成分,又有低頻成分。如果只需把低頻成分送到下一級裝置,只要在下一級電路的輸入端并聯(lián)一個電容器就可以達(dá)到目的,如圖3所示。具有這種用途的電容器叫做高頻旁路電容器。說明它的工作原理。
說明:頻率越高的交流部分容抗越小,易通過電容器。高頻部分電流通過電容器分流了,低頻部分電流,由于容抗大不易通過電容器而輸入到下一級。
(4)電容電感不僅在制造的現(xiàn)成電容器和電感線圈中存在。在導(dǎo)線之間。電子元件及機(jī)殼之間,有時會造成較大的影響,這是我們應(yīng)該注意到的。
【教學(xué)體會】
通過本節(jié)課的教學(xué)實踐,嘗試了教學(xué)方式的多樣化。教學(xué)中在體現(xiàn)了教師的主導(dǎo)作用的前提下,充分調(diào)動了學(xué)生的主體活動對教學(xué)效果帶來了積極的影響。課中的學(xué)生實驗的互動探究、課題引出時設(shè)置的有趣的實驗演示以及課堂中學(xué)生的相互討論,從課內(nèi)的表現(xiàn)來看,對調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)興趣起到了良好的作用,學(xué)生參與積極,促進(jìn)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí);從課后的反饋來看,對學(xué)生深入理解所學(xué)的物理知識與技能有幫助。同時體會到,在新課程體系下,盡管我們要用新的理念去改革傳統(tǒng)的物理教學(xué),但是物理教學(xué)重視實驗教學(xué)這一傳統(tǒng)的做法是我們應(yīng)該堅持的。