《纯电容电路》PPT课件

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1、纯电容电路引入复习：1、电容器的特性？2、纯电阻电路和纯电感电路的特点？知识巩固：有一个电感线圈，它的电阻可以忽略。把它接到220V、50Hz的交流电路中，通过它的电流为1A.。求线圈的自感系数。一、交变电流能够通过电容器实验电路如图所示，将双刀双掷开关S分别接到电压相等的直流电源和交流电源上，观察灯泡的亮暗．S接直流电源时，灯泡不亮；S接交流电源时，灯泡发光．1．实验:表明直流不能通过电容器，而交流能够“通过”电容器．2．理解电容器的两极板间用绝缘介质隔开，因此直流不能通过．电容器接上交流电源时，自由电荷并未通过极板间的绝缘介质，只是在交变电压

2、的作用下，电容器交替地进行充、放电，电路中有了电流，表现为交流“通过”了电容器．二、电容器对交变电流的阻碍作用1．实验:表明电容器对交流有阻碍作用．2．容抗：电容对交变电流阻碍作用的大小叫做容抗.3．影响容抗的因素：电容器的电容和交变电流的频率，电容越大，频率越高，容抗越小．4．实际应用隔直电容器——通交流、隔直流．高频旁路电容器——通高频、阻低频．让高频交流信号通过电容，而将低频信号送到下一级zicuC若加在C两端的电压为：则C上的充放电电流为：如图所示的电容电路：由电压、电流解析式可推出，电容元件上电流总是超前电压90°数量上存在着：正弦电路

3、中电容电压与电流的关系其中：IC=UC=U2πfC=U/XC电容元件上电压、电流的有效值关系为：容抗与哪些因素有关？XC与频率成反比；与电容量C成反比，因此频率越高电路中容抗越小，这被称作电容元件的通交作用，高频电路中电容元件相当于短路。直流情况下容抗为多大？直流下频率f=0，所以XC=∞。我们说电容元件相当于开路。（隔直作用）XC称为电容元件上的容抗，单位为欧姆(Ω)。容抗反映了电容元件对正弦交流电流的阻碍作用。只有在一定频率下，电容元件的容抗才是常数。i（1）瞬时功率p则up=UIsin2tωtui同相,电容充电;建立电场;p>0ui反相

4、,送出能量;电容放电;p<0ui同相,电容充电;建立电场;p>0ui反相,送出能量;电容放电;p<0电容元件和电感元件相同，只有能量交换而不耗能，因此也是储能元件。结论：p为正弦波，频率为ui的2倍；在一个周期内，C充电吸收的电能等于它放电发出的电能。电容的功率P=0，电容元件不耗能（2）平均功率（有功功率）P为区别于有功功率，无功功率的单位定义为乏尔(Var)（3）无功功率QC问题与讨论1.电容元件在直流、高频电路中如何？2.电感元件和电容元件有什么异同？直流时C相当于开路，高频时C相当于短路。L和C上都存在相位正交关系，所不同的是L上电压超前

5、电流，C上电流超前电压，二者具有对偶关系：L和C都是储能元件；直流情况下C相当开路；L相当于短路。1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，这是为什么？思考与讨论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”。原因：1、如图所示电路中，三只电灯的亮度相同，如果交流电的频率增大，三盏电灯的亮度将如何改变？为什么？灯L1变暗灯L2变亮灯L3亮度不变〖例1〗如图所示，当交流电源的电压（有效值）U＝200V、频

6、率f＝50Hz时，三只灯A、B、C的亮度相同（L无直流电阻）。（1）将交流电源的频率变为f＝100Hz，则（）（2）将电源改为U＝220V的直流电源，则（）A．A灯比原来亮B．B灯比原来亮C．C灯和原来一样亮D．C灯比原来亮解析：（1）电容的容抗与交流电的频率有关，频率高、容抗小，即对高频交流电的阻碍作用小，所以A对。线圈对交流电的阻碍作用随频率升高而增加，所以B错。电阻R中电流只与交流电有效值及R值有关，所以C正确。（AC）（2）直流电无法通过电容，所以A不亮。线圈L无电阻，所以B灯比原来亮。电压值与交流电有效值相同，所以C灯亮度不变。（BC）