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第六章 第六章　电磁感应 第六章　电磁感应 第一节 电磁感应现象 　　一、磁感应现象 　　二、磁感应条件 第二节 感应电流的方向 　　一、右手定则 二、楞次定律 　　三、右手定则与楞次定律的一致性 第三节 电磁感应定律 　　一、感应电动势 　　二、电磁感应定律 　　三、说明 第四节 自感现象 　　一、自感现象 二、自感系数 　　三、电感的计算 　　四、自感电动势 五、自感现象的应用 　　六、自感的危害 　　七、磁场能量 第五节 互感现象 　　一、互感现象 二、互感系数 　　三、耦合系数 　　四、互感电动势 第六节　互感线圈的同名端和串联 　　一、互感线圈的同名端 二、互感线圈的串联 第七节 涡流和磁屏蔽 　　一、涡流 　　二、磁屏蔽 本章小结 一、感应电流和感应电动势 二、自感和互感 　　把两个互感线圈串联起来有两种不同的接法。异名端相接称为顺串，同名端相接称为反串。 　　1．顺串 　　顺串的两个互感线圈如图 6-9 所示，电流由端点 1 经端 点 2、3 流向端点 4。 图 6-9 　互感线圈的顺串 　　顺串时两个互感线圈上将产生四个感应电动势，两个自感电动势和两个互感电动势。由于两个电感线圈顺串，这四个感应电动势的正方向相同，因而总的感应电动势为 上式中 是两个互感线圈的总电感。因此，顺串时两个互感线圈相当于一个具有等效电感为 的电感线圈。 　　2．反串 反串的两个互感线圈如图 6-10 所示。 与顺串的情形类似，两个互感线圈反串时，相当于一个具有等效电感为 的电感线圈。 通过实验分别测得 L顺 和 L反 ，就可计算出互感系数 M 。 图 6-10　互感线圈的反串 　　在电子电路中，常常需要使用具有中心抽头的线圈，并且要求从中点分成两部分的线圈完全相同。为了满足这个要求，在实际绕制线圈时，可以用两根相同的漆包线平行地绕在同一个心子上，然后，把两个线圈的异名端接在一起作为中心抽头。 　　如果两个完全相同的线圈的同名端接在一起，则两个线圈所产生的磁通在任何时候都是大小相等而方向相反的，因此相互抵消，这样接成的线圈就不会有磁通穿过，因而没有电感，它在电路中只起一个电阻的作用。所以，为获得无感电阻，可以在绕制电阻时，将电阻线对折，双线并绕。 一、涡流 二、磁屏蔽 　　把块状金属放在交变磁场中，金属块内将产生感应电流。这种电流在金属块内自成回路，像水的旋涡，因此叫涡电流，简称涡流。 　　由于整块金属电阻很小，所以涡流很大，不可避免地使铁心发热，温度升高，引起材料绝缘性能下降，甚至破坏绝缘造成事故。铁心发热，还使一部分电能转换为热能白白浪费，这种电能损失叫涡流损失。 　　1．涡流 　　在电机、电器的铁心中，完全消除涡流是不可能的，但可以采取有效措施尽可能地减小涡流。为减小涡流损失，电机和变压器的铁心通常不用整块金属，而用涂有绝缘漆的薄硅钢片叠压制成。这样涡流被限制在狭窄的薄片内，回路电阻很大，涡流大为减小，从而使涡流损失大大降低。 　　铁心采用硅钢片，是因为这种钢比普通钢电阻率大，可以进一步减少涡流损失，硅钢片的涡流损失只有普通钢片的 1/5 ~1/4 。 2. 涡流的应用 　　在一些特殊场合，涡流也可以被利用，如可用于有色金属和特种合金的冶炼。利用涡流加热的电炉叫高频感应炉，它的主要结构是一个与大功率高频交流电源相接的线圈，被加热的金属就放在线圈中间的坩埚内，当线圈中通以强大的高频电流时，它的交变磁场在坩埚内的金属中产生强大的涡流，发出大量的热，使金属熔化。 　　1．磁屏蔽 在电子技术中，仪器中的变压器或其他线圈所产生的漏磁通，可能会影响某些器件的正常工作，出现干扰和自激，因此必须将这些器件屏蔽起来，使其免受外界磁场的影响，这种措施叫磁屏蔽。 　　2．方法 　　(1) 利用软磁材料制成屏蔽罩，将需要屏蔽的器件放在罩内。常常用铜或铝等导电性能良好的金属制成屏蔽罩。　　 　　(2) 将相邻的两个线圈互相垂直放置。 　　【例6-1】在图 6-1中，设匀强磁场的磁感应强度 B 为 0.1 T，切割磁感线的导线长度l 为 40 cm，向右运动的速度 v 为 5 m/s，整个线框的电阻 R为 0.5 ?，求： 　　(1)感应电动势的大小； 　　(2)感应电流的大小和方向； 　　(3)使导线向右匀速运动所需的外力; 　　(4)外力做功的功率； 　　(5)感应电流的功率。 　　解: (1)线圈中的感应电动势为 　　(2)线圈中的感应电流为 　　由右手定则可判断出感应电流方向为 abcd 。 　　(3