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第六节互感和自感汇编
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第六节 互感和自感
第四章 电磁感应
主讲人
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?
1、 当一个线圈中电流变化,在另一个线圈中产生感应电动势的现象,称为互感。互感现象中产生的感应电动势,称为互感电动势。
2、互感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间,且可发生于任何两个相互靠近的电路之间.
一、互感现象
3、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。
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。
二、自感现象
2、自感现象中产生的电动势 -----叫自感电动势。
自感电动势的作用:
阻碍导体中原来的电流变化。
注意: “阻碍”不是“阻止”,电流原来怎么变化还是怎么变,只是变化变慢了,即对电流的变化起延迟作用。
实验1
A1、A2 使用规格完全一样的灯泡。
闭合电键S,调节变阻器 R 和 R1 ,使A1、 A2亮度相同且正常发光.
然后断开开关S。
重新闭合S,观察到什么现象?
灯泡A2立刻正常发光,
跟线圈L串联的灯泡A1逐渐亮起来。
电路接通时,电流由零开始增加,穿过线圈L的磁通量逐渐增加,L中产生的感应电动势的方向与原来的电流方向相反,阻碍L中电流增加,即推迟了电流达到正常值的时间。
现象
分析
实验2
接通电路,待灯泡A正常发光。然后断开电路,观察到什么现象?
S断开时,A 灯突然闪亮一下才熄灭。
现象
自感电动势
磁通量变化率
正比关系
电流变化率
正比关系
正比关系
对同一线圈:
电流变化快,穿过线圈的磁通量变化快
线圈中产生的自感电动势就大.
电流变化慢,穿过线圈的磁通量变化慢
线圈中产生的自感电动势就小.
对不同线圈:
电流变化快慢一样,自感电动势不同
1、自感系数 L ------简称自感或电感
三、自感系数
2、 自感系数 L 反映线圈 自身的性质.
(1)决定线圈自感系数的因素:
(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)
实验表明,线圈越长,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。
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。
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
阅读教材最后一段P28,回答问题:
1、线圈能够体现电的“惯性”,应该怎样理解?
2、电的“惯性”大小与什么有关?
当线圈通电瞬间和断电瞬间,自感电动势都要阻碍线圈中电流的变化,使线圈中的电流不能立即增大到最大值 或不能立即减小为零
电的“惯性”大小决定于线圈的自感系数
例1、演示自感的实验电路图如图所示,L是电感线圈,A1、A2是相同的灯泡,R阻值与L的直流电阻值相同。当开关由断开到合上时,观察到的自感现象是
比 先亮,最后达到同样亮。
A2
A1
典例精析
例2、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,当断开电键的瞬间会有( )
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
L A
A
小结
1、 当一个线圈中电流变化,在另一个线圈中产生感应电动势的现象,称为互感。互感现象产生的感应电动势,称为互感电动势。
2、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。
3、自感现象中产生的电动势叫 自感电动势。
(1)自感电动势的作用:阻碍导体中 原来的电流变化。
(2)自感电动势大小:
4、自感系数L:与线圈的大小、形状、 圈数及有无铁心有关
5、磁场具有能量
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