4.6自感和互感汇编.ppt

4.6 自感和互感 1、定义：发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间或两个互相靠 近的电路之间的电磁感应现象。 【NOTICE】互感现象不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相互靠近的电路之间。 一、互感现象 【互感电动势】这种由互感现象产生的感应电动势叫做互感电动势。 2．互感的应用和防止 【实验探究一】 如图所示电路，先闭合开关S调 节变阻器R，使同样规格的两个 灯泡A1和A2的明亮程度相同， 再调节变阻器R1使两个灯都正常 发光，然后断开开关S，注意观察： 重新闭合开关S的瞬间，两个灯泡 会有什么现象呢？ 二、自感现象 现象：重新接通电路的瞬间， 和滑动变阻器串联的灯泡A2立刻正常发光， 和线圈L串联的灯泡A1逐渐亮起来。 【实验探究二】 如图所示电路，闭合开关S，灯泡正常发光，注意观察：断开开关S瞬间，灯泡会有什么现象呢？ 现象：断开电路的瞬间，灯泡会更亮一下才逐渐熄灭 讨论：在如图所示的电路中，当开关S断开瞬间，灯泡A会更亮一下的条件是什么？ ①若RA＞RL，有IA＜IL，在断开开关的瞬间，通过灯泡的电流会瞬时增大，灯泡会更亮一下。 ②若RA≤RL，有IA≥IL，断开开关后，通过灯泡的电流减小，灯泡不会更亮一下。 二、自感现象 1、定义 ：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。有通电自感和断电自感两种 3、自感电动势： （1）定义：自感现象中产生的感应电动势叫自感电动势。 【NOTICE】是一种特殊的电磁感应现象，同样遵循楞次定律和法拉第 电磁感应定律 2．产生原因（条件）： 导体自身的电流发生变化 3、作用 ：阻碍电流的变化 原电流增大时：感应电流与之反向 原电流减小时：感应电流与之同向 4、自感系数L （1）物理意义 ：阻描述线圈产生自感电动势本领大小的物理量 （2）决定因素 线圈的横截面积S 大则大 线 圈 的 长 度L 大则大 线 圈 的 匝 数N 有 无 铁 芯 大则大 有则大 （3）单位：亨（利） 5、应用和防止 （1）应用：日光灯 【工作原理】开关S闭合后，由于灯管 中没有电流通过，电源将220V电压全 部加在启动器的两极间，使启动器内 氖气放电而发出辉光，辉光产生的热量 使U行动触片受热膨胀，与静触片接触 而使电路接通。电路接通后氖气停止放 电，U行动触片呢冷却收缩，使电路自 动断开，在这一瞬间通过镇流器的电流 急剧减小，此时，镇流器由于自感现象 会产生一个与原电流方向同向的自感电动势，这个自感电动势与电源电压加在一起，形成一个瞬时高压，加在灯管两端，使灯管中气体开始放电，使日光灯管成为电路的通路开始发光。 日光灯正常工作时，要求加在灯管两端的电压小于电源电压（只需要110V左右 ）由于日光灯使用的是交变电流，电流大小、方向不断变化，使镇流器线圈中产生自感电动势，总是阻碍交变电流的变化，这时镇流器又起着镇压限流的作用！ 转15 转11 转11 转11 （2）防止：变压器和电动机 变压器、电动机等设备中有匝数很多 的线圈，当电路中的开关断开时会产 生很大的自感电动势，使得开关中的 金属片之间产生电火花，烧蚀接触点， 甚至引起人身伤害。因此，电动机等 大功率用电器的开关应该装在金属盒 内。最好使用油浸开关，即把开关的 接触点浸在绝缘油中，避免出现电火 花。 6、自感现象中的能量问题 电场能 磁场能 磁场能 电场能 [楞次定律的第二种表述] 感应电流的效果总要反抗产生感应电流的原因。 一般用于定性判明感应电流所引起的机械效果。 常见的具体情况有四种： 1、就磁通量而言，总是阻碍原磁通量的变化 （“增反减同”） 2、就相对运动而言，总是阻碍所有导体间的相对运动 （“来斥去吸”） 3、就闭合导体回路的面积而言，通过改变线圈面积来“反抗” （“増缩减扩”） 4、阻碍原电流的变化（第六节将学习的自感现象） （“增反减同”） 自感练习题 互感练习题 1．如图所示，L为自感系数较大的线圈，电路稳定后小灯泡正常发光，当断开开关S的瞬间会有（ ） A．灯A立即熄灭 B．灯A慢慢熄灭 C．灯A突然闪亮一下再慢慢熄灭 D．灯A突然闪亮一下再突然熄灭 练习1： A 2．如图，电阻R和自感线圈L的电阻值相等，接通S，使电路达到稳定状态，灯泡D发光，则（ ） ①在电路（a）中