6互感和自感讲解.ppt

孔隆教育 孔隆教育 * 6 互感和自感 1．知道什么是互感现象和自感现象。 2．知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量，知道它的单位及其大小的决定因素。 3．知道自感现象的利与弊及对它们的利用和防止。 4．能够通过电磁感应部分知识分析通电、断电自感现象的原因及磁场的能量转化问题。 在法拉第的实验中两个线圈并没有用导线连接，当一个线圈中的电流变化时，在另一个线圈中为什么会产生感应电动势呢？ 产生感应电流的条件是什么？ 引起回路磁通量变化的原因有哪些？ 当闭合开关时电流表中有没有电流？ 电能是哪里来的？ 演示实验： 一、互感现象： 1. 在法拉第的实验中，两个线圈之间并没有导线相 连，但当一个线圈中的电流发生变化时，它所产生的 变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势。这种 现象叫做互感。这种感应电动势叫做互感电动势。 × × × × × ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 问题情景： 如图断开和闭合开关瞬间，CD中会有感应电流吗？ 这是互感现象吗？ A B S G C D I 利用互感现象可把能量由一个线圈传到另一个线圈. 2、利用互感现象，可以把能量从一个线圈传递到另一个线圈。因此，互感现象在电工技术和电子技术中有广泛的应用。 互感现象是一种常见的电磁感应现象，它不仅仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间，而且可以发生于任何两个相互靠近的电路之间： 在电力工程中和电子电路中，互感现象有时会影响电路的正常工作，这时要设法减小电路中的互感. 1、由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象，叫自感现象。(“自我感应”) 2、自感现象中产生的电动势叫自感电动势。 二、自感现象： 看图回答以下问题： 1.螺线管中有无磁场?磁场的强弱与电流有无关系? 2.当电流变化时,螺线管中的磁场是否变化? 3.当电流变化时,通过螺线管中的磁通量是否变化? 4.当电流变化时,螺线管中是否产生电磁感应现象? 5.当电流变化时,螺线管中是否产生感应电动势? 思考与讨论 演示1 实验一：通电自感 现象：在闭合开关Ｓ瞬间， 灯A2立刻正常发光，A1却比 A2迟一段时间才正常发光。 原因：由于线圈Ｌ自身的磁通量增加而产生了感应电动势，这个电动势总是阻碍磁通量的变化即阻碍线圈中电流的变化，故通过A1的电流不能立即增大，A1的亮度只能慢慢增加，最终与A2相同。 结论1:自感电动势的作用—“ 阻碍”原电流的增加，但最终没有“阻止”其增加 实验二，断电自感。 1、把灯泡A和带铁芯的线圈L并联在直流电路中。 2、接通电路，待灯泡正常发光，然后断开电路。 观察：当电路断开时，灯泡A的亮度变化情况。 现象：S断开时，A 灯突然闪亮一下才熄灭。 解释：在电路断开的瞬间，通过线圈的电流突然减弱，穿过线圈的磁通量也就很快减少，因而在线圈中产生感应电动势。虽然这时电源已经断开，但线圈L和灯泡A组成了闭合电路，在这个电路中有感应电流通过，所以灯泡不会立即熄灭。 结论2:自感电动势的作用——“ 阻碍”原电流的减少，但最终没有“阻止”其减少 1、自感电动势的大小：与电流的变化率成正比 2、自感系数 L——简称自感或电感 三、自感系数. （1）决定线圈自感系数的因素：实验表明，线圈越大，越粗，匝数越多，自感系数越大。另外，带有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时大得多。 （2）自感系数的单位：亨利，简称亨，符号是 H。 常用单位：毫亨（mH） 微亨（μH） 3、自感物理意义：描述线圈产生自感电动势的能力 自感系数很大有时会产生危害： 什么情况下灯泡会闪亮一下再熄灭？ 原因：在自感系数很大的情况下，灯泡会闪亮一下，然后熄灭或正常发光。 当自感系数很大时，在开关断开和闭合的瞬间，自感线圈会产生瞬时的很高的自感电动势，该电动势会补充A灯和A2灯中的电流，从而使A灯和A2灯中的电流突然变大，所以要闪亮一下。 开关闭合时线圈中有电流，电流产生磁场，能量储存在磁场中，开关断开时，线圈作用相当于电源，把磁场中的能量转化成电能。 四、磁场的能量 问题：在断电自感的实验中，为什么开关断开后，灯泡的发光会持续一段时间？甚至会比原来更亮？试从能量的角度加以讨论。 例1.实验一中，当电键闭合后，通过 灯泡A1的电流随时间变化的图像为 ___ 图；通过灯泡A2的电流随时间变化的图 像为___图。 C A 练习1.在实验二中，若线圈L的电阻RL与灯泡A的电阻RA相 等，则电键断开前后通过线圈的电流随时间的变化图像 为___图，通过灯泡的电流随时间的变化图像为