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& 2012高中物理：2.3《探究电阻、电感和电容的作用》课件（人教版选修3－2）
2012高中物理：2.3《探究电阻、电感和电容的作用》课件（人教版选修3－2）
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资料概述与简介
2.3 探究电阻、电感和电容的作用 1.理解电阻器对交变电流有阻碍作用。
3.知道为什么电容器对交变电流有阻碍作用。
4.知道用感抗和容抗表示电感和电容对交变电流的阻碍作用的大小.知道感抗和容抗与哪些因素有关。
2.理解为什么电感对交变电流有阻碍作用。
在直流电路中，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． 回顾： 什么是电容器？ 任何两个彼此绝缘且相隔很近的导体构成一个电容器 如果将电容器接入直流电路中，稳定时电路中有没有电流？
没有，因为电容器中间是绝缘的
除了电容器外，在实际电路中，还分布着大量的电阻和电感线圈等元器件。在电力设备中，各种电气设备都具有电阻的特性，有的还具有其他特别的特性。那么，这些元器件对交变电流的作用是怎样的呢？ A1 A2 观察 ： 如图甲、乙所示实验，当电键接通直流电流和交流电流时，会不会有什么不同？
电键扳向交流电源后，A2立刻亮，A1缓慢亮，因为线圈会阻碍A1电流的变化
为什么会有阻碍电流变化的现象呢？ 因为电感线圈会产生一个阻碍导体中原电流变化的自感电动势 今天，我们就来研究电阻器、电感器和电容器对交变电流的影响。 现象 ： B 一、电阻器对交变电流的影响
电阻能让直流通过，但对直流有阻碍作用，那么电阻对交流的作用又如何呢？ 实验1 ： 图中A、B是规格相同的两个灯泡观察并思考： 当电路开关S扳向交流电源时，两只灯泡的亮度是否相同？ 当将开关S分别扳向直流电源和交流电源时，比较两种情况下两只灯泡的亮度有无变化？这又说明什么问题？ 实验和理论分析都证明，电阻对交流电的障碍作用跟对直流电的阻碍作用相同 在日光灯电路中，自感线圈（镇流器）起到什么作用？把镇流器去掉行不行？
⑴在启动时，产生瞬时高压；
⑵在正常工作时，降压限流。
不行 结合开始时的实验以及前面的分析，你能得出自感线圈在电路中的作用是什么吗？ 回顾： 电感对直流电的阻碍作用与电阻相同，而对交流电却有更大的阻碍作用 二、电感对交变电流的影响
实验2： 图中A、B、C是规格不同的电感线圈，观察并思考： 当用B或C替换A时，灯泡的亮度是否发生变化？ 这又说明什么问题？ 实验和理论分析都证明，电感对交流电的阻碍作用跟它的自感系数有关：L越大，阻碍作用越大。 当改变交变电源的频率时，灯泡的亮度是否相同？ 这又说明什么问题？ 实验证明，电感对交流电的阻碍作用跟所使用的交变电流的频率有关：频率越大，阻碍作用越大 总结 ： 自感系数越大、交流电的频率越高，自感线圈对交变电流的阻碍作用就越大。 在物理学中用感抗来表示电感器对交变电流的阻碍作用的大小。 感抗： 感抗的大小与电感线圈的自感系数、交变电流的频率有关： 自感系数越大、交流电的频率越高，线圈的感抗越大。 自感线圈的特性： 通直流、阻交流，通低频、阻高频。 应用举例： 低频扼流圈和高频扼流圈
具体关系： 单位：欧（Ω）。
A.构造：线圈绕在铁芯上，匝数多，电阻小。
（1）低频扼流圈 B.作用：“通直流、阻交流” 。 （2）高频扼流圈
A.构造：线圈绕在铁氧体上，匝数少
B.作用：“通低频，阻高频”。 三、电容对交变电流的影响
（1）演示实验： 1.交流电流能通过电容 通入直流电时，灯泡不亮，说明直流电不能通过电容器，通入交流电时，灯泡亮了，说明交流电能够通过电容器。
（2）实验现象： 开关S分别接到直流电源和交变电源上，观察到什么现象？说明了什么道理？
（3）实验结论： 电容器有“通交流，隔直流”的作用。
电容器的两极板间是绝缘介质，为什么交流电能够通过呢？ 2.实验现象分析：——电容通交隔直的原因 电容器通过充电和放电，电路中就有了电流，表现为交流电通过了电路。 自由电荷并没有通过电容器两极板间的绝缘介质，只是当电源电压升高时电容器充电，电荷向电容器的极板上集聚，形成充电电流；当电源电压降低时电容器放电，电荷从电容器的极板上放出，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，表现为交流电通过了电容器。
3.电容器对交变电流的阻碍作用 实验： a.在前面实验中除去电容 实验现象： 灯均变亮 电容器对交流电路存在阻碍作用，但电容越大、频率越高，阻碍作用越小。 b.换一个大的电容 c.升高交变电流的频率
实验结论： 容抗 （1）反映电容对交流的阻碍作用 （2）影响容抗大小的因素 电容越大，交流的频率越高，电容器对交流的阻碍作用就越小，容抗越小。 容抗决定于电容器电容的大小和交变电流的频率.电容越大，在同样电压下电容器容纳电荷越多，因此充放电的电流越大，容抗就越小；交变电流的频率越高，充放电进行得越快，充放电电流越大，容抗越小.即电容器的电容越大，交变电流频率越高，容抗越小。电容器具有“通交流、隔直流”“通高频、阻低频”的特点。
（1）隔直电容器：隔直流，通交流。
（2）高频旁路电容器：让高频交流信号通过电容器，而将低频信号送到下一级。 作用：通高频，阻低频。 （3）公式： 4.电容器在电路中的作用
通交流、隔直流，通高频、阻低频
~ ~ 后级输入 前级输出 1.在电子技术中，从某一装置输出的电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输送到下一级装置，只要在两级电路之间接入一个电容器（称做隔直电容器）就可以了。电容器应并联还是串联接入电路？右图所示的接法对吗？为什么？ 解析：电容器应串联接入电路，图示接法是正确的。由于电容器串联接入电路，直流成分不能通过，而交流成分可以通过电容器被输出到下一级装置。 2.在电子技术中，从某一装置输出的交流常常既有高频成分，又有低频成分。如果只需要把低频成分输送到下一级装置，只要在下一级电路的输入端并联一个电容器就可以达到目的（如右图）。具有这种用途的电容器叫做高频旁路电容器。请说明它的工作原理。 后级输入 前级输出 解析：电容器对高频成分的容抗小，对低频成分的容抗大，如图这样连接，高频成分就通过“旁路”的电容器，而低频成分输送到下一级装置。 灯L1变暗 灯L2变亮 灯L3亮度不变 3.如图所示电路中，三盏电灯的亮度相同，如果交流电的频率增大，三盏电灯的亮度将如何改变？ 4.如图所示，当交流电源的电压（有效值）U＝220V、频率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
BC 5.如图所示，甲、乙是规格相同的灯泡，A、B两端加直流电压时，甲灯正常发光，乙灯完全不亮；当A、B两端加上有效值和直流电压相等的交流电压时，甲灯发出微弱的光，乙灯能正常发光。下列说法正确的有（
） BC A.与甲灯串联的元件X是电容器 B.与乙灯串联的元件Y是电容器 C.与甲灯串联的元件X是电感线圈 D.与乙灯串联的元件Y是电感线圈 6.如图所示电路中，L为电感线圈，R为灯泡，电流表内 阻为零。电压表内阻无限大，交流电源的电压u=220
sin10πt V。若保持电压的有效值不变，只将电源频率 改为25Hz，下列说法中正确的是（
A.电流表示数增大 B.电压表示数减小 C.灯泡变暗 D.灯泡变亮 ABD
1.由于电感线圈中通过交变电流时产生自感电动势，阻碍电流变化，对交变电流有阻碍作用.电感对交变电流阻碍作用大小用感抗来表示.线圈自感系数越大，交变电流的频率越高，感抗越大，即线圈有“通直流、阻交流”或“通低频，阻高频”的特征. 2.交变电流“通过”电容器的过程，就是电容器充放电的过程.由于电容器极板上积累电荷阻碍自由电荷做定向移动，电容器对交变电流有阻碍作用.用容抗表示阻碍作用的大小.电容器的电容越大，交流的频率越高，容抗越小.故电容器在电路中有“通交流、隔直流”或“通高频、阻低频”的特征。 卓越的人的一大优点是：在不利和艰难的遭遇里百折不挠。 ——贝多芬
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小信号的隔直电容用哪种比较好？
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信号最大峰值在10V以内
但交流幅值只有几个mV，频率10khz以内，波形为方波。
现在要把交流信号提取出来。
现在有CBB电容，效果一般。
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C0G，或者叫NP0电容不错。
解决问题是我们学习硬件和软件的目的.
硬件和软件是解决问题的手段,而非全部
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“效果一般”是什么意思？
直流没有完全隔去？
交流信号衰减了？
波形失真了？
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陶瓷的或钽电容。
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试试高频低阻抗特性方面电容
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C0G，或者叫NP0电容不错。
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maychang 发表于
“效果一般”是什么意思？
直流没有完全隔去？
交流信号衰减了？
放大后的幅值有衰减，稳定性也有点问题。
估计是温漂和漏电流问题。
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lymex 发表于
C0G，或者叫NP0电容不错。
NP0的电容我以前买过，飞利浦的银膜瓷片电容，但这种电容的容值太小了，最多也就100pF。
组成高通滤波器的话，太小了。100pf配合1M电阻fc也就160hz。
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zjp8683463 发表于
NP0的电容我以前买过，飞利浦的银膜瓷片电容，但这种电容的容值太小了，最多也就100pF。
组成高通滤波器 ...
NP0有大的，TDK或村田，我买过0.1uF的，也就是100nF，或100,000pF。
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zjp8683463 发表于
放大后的幅值有衰减，稳定性也有点问题。
估计是温漂和漏电流问题。
幅度衰减，那要看你的方波最低频率是多少，未必是电容问题。
“稳定性也有点问题”，猜测是你那个“10V以内”的信号有变化，经电容耦合到了后级。这也不是电容问题。
“温漂”指电容容量随温度变化，而容量变化达到10%也不会对你“把交流信号提取出来”产生可见的影响。
CBB电容漏电很小，用普通仪器通常是检测不出来的。
估计还是你的电路或者元件数值有问题，不是采用CBB电容问题。
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嗯，楼主项目要求并不高，是自己认识和描述都有点儿问题
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有一种簿膜电容，可达4.7uF的，温漂和漏电流不大，以前用过，外型也不大。找一下，有的，具体的东西忘了。聚四氟乙烯也可以，就是大一点，贵一点。
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zjp8683463 发表于
NP0的电容我以前买过，飞利浦的银膜瓷片电容，但这种电容的容值太小了，最多也就100pF。
组成高通滤波器 ...
COG或者NOP指的是温度稳定系数，本质还是陶瓷电容。隔直可以选用容值比较大的uF级别的陶瓷电容或者钽电容。
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qhdjxy 发表于
COG或者NOP指的是温度稳定系数，本质还是陶瓷电容。隔直可以选用容值比较大的uF级别的陶瓷电容或者钽电容 ...
uF级别的瓷片电容大都是II类陶瓷（典型如X7R）甚至III类陶瓷（典型如Y5V），这两种瓷片电容不仅仅是温度系数，吸附效应压电效应都大的吓人，基本上除了电源退耦别的场合都不合适。
http://en.wikipedia.org/wiki/Ceramic_capacitor
不过撸主应用的频率范围，CBB确实已经是最好的了，检查下别的问题吧，别老把自己的问题推别的身上。
没错，只能退耦用。对楼主的应用以及频率范围，CBB已经是最合适的了。&
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maychang 发表于
幅度衰减，那要看你的方波最低频率是多少，未必是电容问题。
“稳定性也有点问题”，猜测是你那个“10V以 ...
不在于漏电流有多大（当然要小于一定数量级），在于温度对漏电流或其他的影响有多大。
其他器件已经做了足够的优化，就剩这个电容有点问题。
需要24小时露天应用于气象。
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C0G的0.1uF我测过，甚至并联了几个1uF的去测，在10kHz以内，D=1/Q都在0.000，而翻出我10来种CBB，都在0.008附近，这说明CoG的损耗非常小。
另外，C0G电容很纯，充放电不拖泥带水，表现接近理想电容，而CBB就不行，漏电流要加压锻炼很长时间才能达到测量不出来的程度。
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c0g/np0性能确实如上所述，但是10kHz需要的容值很难买到。
CBB的的d值应该是0.001@1kHz。
其实这是一个21icbbs的耻辱。lymex搞it的，电子只是业余爱好，能在这里当大侠（我坚决承认）称王称霸。。。。。。说明这里就从来没有变成电子工程师论坛，都是学生和蛔虫的回的能写几个的象牙塔白痴们的论坛。。。
不敢当。CBB在1kHz或以下我测的D的确可以到0.001，是10kHz下达到0.008，前面没说清楚。&
“lymex搞it的，电子只是业余爱好”？&
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补充一下，lymex的问题是只强调性能不考虑成本，电子工程师是应该在成本和性能之间找个平衡点。
没有原型机的话，先考虑成本没法做。
成本在原型机的基础上在做调整&
我的确有这个毛病。不过，在改。&
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我觉得能给出方案和建议就很好了，不能苛求他人是完人。
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气象设备，估计单个电容成本不是太大问题
楼主虽然没交代清楚，估计满足设备特性要求的电容也不那么难选型
不过是个“耦合”电容之类，容量精度不用考虑，温度特性不用过虑，δ不必多虑
似乎只要关心绝缘电阻，以及湿热稳态，耐久性等
如此，电容材料将不是主题，重点在型式，封装和品质（牌）
为避免孤陋寡闻闭门造车，我有2个解决方向
1，楼主说说清楚现有情况的电路表现
2，参考同类产品选型
“我搞it的，电子只是业余爱好”是我的原话&
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lymex 发表于
C0G，或者叫NP0电容不错。
这是特性最好的电容了，就是电容量小一点。大一些的电容量可以考虑CLS21类的来代替。
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能否不经隔直电容把输入信号直接接在接在放大器的输入端？
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在单级晶体管放大电路中，能否不经隔直电容把输沪穿高费薨渡胳杀供辑入信号直接接在接在放大器的输入端？初学者 谢谢！能否不经隔直电容把输入信号直接接在接在放大器的输入端？：
一般不行的,后级放大器会处于饱和状态,不再有放大能力.
能否不经隔直电容把输入信号直接接在放大器的输入端? 分享|
22:31 绝对零...
根据频率 输入输出阻抗计算出来的 输入阻抗越高 输出阻抗越低 需要的电容就......
放大器坏了就不能使用了,不能直接进2根线绕过放大器使用。就好比狗狗的... 能否...
有时可以,有时不可以。要看具体的电路结构。
已经有人回答比较电路了,还有就是设置输出信号的基线,一般输入信号有个隔直电容。
音频放大器输入端接电阻和电容的串联电路的作用有: 1)电容隔离直流,防止输入的直流信号一样进入被放大...
回追问: 个人认为:国内内销产品多不接这个电感,是为了降低成本;外销多会用到,加了,是为了过EMI测...
高频放大器 放大高频小信号使发射机末级获得足够大的发射功率。 高频功放和其它放大器一样,其输入和输出...
隔直、旁路、滤波、调谐、能量转换和自动控制等...并联的辅助性电容,调整该电容能使振荡信号频率......
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请问输出到耳机的音频信号如果不加隔直电容会怎么样呢？
作者：hhblxm　栏目：
请问输出到耳机的音频信号如果不加隔直电容会怎么样呢？是没有声音，还是损坏耳机呢？
作者： computer00 于
0:24:00 发布：
可能会损坏耳机。声音一般是没问题的。&
作者： tage 于
9:10:00 发布：
一般不会对耳机有很大影响加了一个大的隔直电容是怕短路，如果不加，音频的下限会很低，声音低频会很好，不开太大声音不会烧耳机。
作者： hhblxm 于
13:11:00 发布：
顶一下，希望看到更多大侠精彩的见解。&
作者： senzh01 于
21:15:00 发布：
影响耳放电路工作点&
作者： computer00 于
21:25:00 发布：
一些耳机驱动，输出是有直流分量的，如果不加隔直电容，长时间直流电压加在线圈上，可能会将耳机弄坏。
作者： hhblxm 于
23:55:00 发布：
我问的原因－－其实是这样的是这样的，如图所示，R1是10K,R2为，当耳机耳机没有插入的时候，GPIO输入为高电平，当耳机插入后，GPIO输入低电平，从而可以实现耳机的检测。但是这样有个问题，当耳机插入后，倒是可以坚持耳机的插入，但同时语音信号输出时经过隔离电容后还会有个直流加在耳机上面，这相当于没有加隔直电容了。所以我想问问耳机没有加隔直电容会怎么样呀。。。大家看看，是不是R1加得大些好些呢？
作者： dengzhenli 于
19:44:00 发布：
不会有什么影响吧&
作者： hhblxm 于
22:17:00 发布：
是不是反过来要好些呢？也就是在耳机那端接个电阻到地，而GPIO这端加上拉到电源。。。
作者： hhblxm 于
11:19:00 发布：
我觉得反过来要好一些吧因为那样是一个0电平叠加在音频信号上
作者： hhblxm 于
23:58:00 发布：
作者： computer00 于
0:29:00 发布：
倒过来好。有时还故意接这样的下拉电阻。&
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