电感器对交变电流的阻碍作用

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.