6章电磁感应与暂态过程.ppt

6.11.2 互感线圈的磁能 i 2 R 2 S 2 L 2 i 1 R 1 S 1 L 1 M 1）先接通S1,此过程 ，线圈1没有 来自线圈2的互感电动势，电源 的附加 功就是克服自感电动势的功 2） 达到稳态后，接通开关S2. 此暂态过程， 是时变电流。 它将对线圈1提供互感电动势。 线圈2对1的互感电动势 dt 时间内互感电动势的功为 ，这个功全部转化为磁能 两个相邻的载流线圈在稳态时所储存的总磁能为 3）先接通S2,后接通S1,重复上面的讨论可得 激发的磁通加强时，上式可简写为 激发的磁通削弱时，上式可简写为 作业 p276 6.2.1 6.3.1 6.3.2 6.4.1 有源： 无源： 保守力场 非保守 （涡旋） 不能脱离源电荷存在 可以脱离“源”在空间传播 静电场 感生电场 性质 特点 对场中电荷的作用 相互联系 比较 作为产生 的非静电力，可以引起导体中电荷堆积，从而建立起静电场 . 电力线起始于正电荷或无穷远， 止于负电荷或无穷远。有源场 线为无头无尾的闭合曲线。 （涡旋场、无源场） 共同点：都对电荷有力的作用 6.4.6 电子感应加速器 1)电子感应加速器 （医疗，工业探伤，中低能粒子物理实验） 通交流电的电磁铁 真空环 原理：前面提到，即使没有导体存在， 变化的磁场也在空间激发涡旋状的感 应电场。电子感应加速器便应用了这 个原理 电子感应加速器主要用于核物理研究，用被加速的电子束(人工 射线)轰击各种靶时,将发出穿透力很强的电磁辐射(人工 射线)。近来还采用不大的电子感应加速器来产生硬Ｘ射线。 §6.5 自感 6.5.1 自感现象 1 .自感现象(实验) K接通时：B立即亮，A逐渐亮； K断开时：B立即灭，A逐渐灭。 由于回路中电流变化，引起穿过回路包围面积的全磁通变化，从而在自身回路中产生感生电动势的现象叫自感现象,所产生的电动势叫做自感电动势。 由于线圈中存在自感电动势，由楞次定律可知，电流的增大 比较迟缓。像力学的惯性作用，也可称作“电磁惯性”。 由法拉第电磁定律可知 考虑一个N 匝线圈，如果线圈是密绕的，则每匝线圈可近似看成一条闭合曲线。 6.5.2. 自感 定义线圈的自感磁链 L为线圈的自感系数与线圈大小、形状、 周围介质的磁导率有关；与线圈是否通电流无关 B 与 I 成正比， 与B 成正比， 自感系数的单位：亨利（H）,简称亨。 i I B 1、式中的负号表示自感电流反抗线圈中电流变化。 2、L越大对同样的电流变化自感电流就越大即回路中电流越难改变。 L为常数,导数等于零.所以 自感电动势: 描述线圈电磁惯性的大小.线圈反抗电流变化的能力. 3 自感系数的计算 例 求单层密绕长直螺线管的自感，已知 I、N、S 解: 设回路中通有电流 I,s为螺线管的横截面螺线管内磁场强度（n为单位长度的砸数） 可见L仅与回路、介质有关 I §6.6 互感 1 2 当线圈1中的电流变化时所激发的变化磁场，会在它邻近的另一线圈2中产生感应电动势；同样，线圈2中的电流变化时，也会在线圈1中产生感应电动势。这种现象称为互感现象，所产生的感应电动势称为互感电动势。 6.6.1 互感现象及互感 自感电动势 互感电动势 当两个线圈的电流可以互相提供磁通时，就说它们之间存在互感耦合，简称互感。 为了加强互感，通常采用两个多 匝线圈而且绕在同一个筒子上，如图 线圈1中，每匝感生电动势为 ，设它有 匝，则总的电动势 就是线圈1的自感磁链， 就是线圈2对1的互感磁链， 则叫做线圈1的总磁链 线圈1的自感电动势 线圈2的互感电动势 线圈2的感生电动势为： M叫做两线圈间的互感。单位与自感相同，取决于线圈的几何因素及磁介质的特性而与电流（有铁心时除外）无关。 如果两个线圈之间的耦合紧密，以至每个线圈产生的、穿过自己的B线 全部穿过另一线圈（没有漏磁）。即 和 就说 它们完全耦合。此时， 。 顺接 6.6.2 互感线圈的串联 两线圈首尾相联,线圈1中产生自感电动势和线圈2对线圈1的互感电动势。这两个电动势方向相同，因此在线圈1中的电动势是两者相加. 顺接： 同理： 串联总电动势： 两个线圈的串联等效于一个自感线圈，其自感为： 串联时，电流相等 两线圈尾尾相联 反接串联线圈的总自感为： 串联自感系数两式合写为 反接 反接 1.如果两线圈没有耦合M=0，无顺接逆接之分。 2.若完