第五节电磁感应劳动(职业培训预备教材).ppt

第五章电磁感应 §5-1电磁感应定律 一、直导体中的感应电动势 2、感应电动势的大小 3、感应电动势方向 例题1 在如图5-3所示的均匀磁场中，若导体在磁场中的长度为0.8m，电阻为0.5Ω,c磁场的磁感应强度为1.2 导体以2m/s的速度与磁力线成30°角的方向作匀速运动，并且导体与负载连接成闭合回路，已知电路中的电流为320mA，求导体两端的电压。 例2、如图5-4所示所示，当直导线AB在金属方框上左右滑动时，试用右手定则判断标出导体中感应电动势的极性及方向、感应电流的方向以及检流计的偏转方向。 解：导体中感应电动势的极性及方向、感应电流的方向以及检流计的偏转方向如图所示。 二、线圈中的感应电动势 总结，当导体相对于磁场运动而切割磁力线或者线圈中的磁通量发生变化时，在导体或线圈中都会产生感应电动势。若导体或线圈构成闭合回路，则导体或线圈中将有电流流过。 （1）首先判断线圈中元磁通的方向及其变化趋势（即增加还是减少）； （2）根据楞次定律确定感生磁通（即感应电流产生的磁通）的方向； （3）根据感生磁通方向，应用安培定则判断出线圈中感应电动势或高于电流的方向。 3、法拉第电磁感应定律 例题2 在一个B=0.01T的均匀磁场里，放一个面积为0.001 的线圈，其匝数为500匝。在0.1s内，把线圈平面从平行于磁力线的方向转过90°，变成与磁力线的方向垂直，求感应电动势的平均值。 §5-2自感电动势与自感系数 一、自感现象 合上开关S时，H2立即亮，H1慢慢的亮起来。这是因为H1支路里串有线圈L，合上开关瞬时流过线圈的电流由突然增加的趋势，根据电磁感应原理线圈中要产生感应电动势和感应电流。 从上述两个实验可以看出，当导体中的电流发生变化时，导体本身就产生感应电动势，这种电动势总是阻碍导体中原来电流的变化。这种由于导体本身的电流发生变化而引起的电磁感应叫自感，简称自感。在自感现象中产生的感应电动势叫做自感电动势。 为了衡量线圈产生自感磁链 本领的大小，引入自感这一物理量。其定义是：线圈中通过单位电流所产生的自感磁链叫做自感（电感）用符号L表示。 即： 电感是线圈的固有参数，它的大小取决于线圈的匝数、几何形状、线圈中的媒介质磁导率有关，而与线圈中电流的大小无关。如均匀密绕环形线圈的自感为： 如果线圈中媒介质的磁导率不是常数，线圈的自感就不是常数，即ΨL与i是非线性关系，这样的自感称为非线性自感，如铁心线圈的自感就是非线性自感。 且NΦ=Li可得 例3 有一个电感为0.12H的线圈，在0.5S内电流由2A均匀地降到0.5A，求此线圈所产生的自感电动势是多大？ 通常都是根据原电流i的变化趋势来判断自感电流iL的方向，即：当线圈中原电流i增大时，iL与i的方向相反（增反）；当线圈中原电流i减小时，iL与i的方向相同（减同）。 由自感电流iL的方向可确定自感电动势eL的方向：iL流出线圈的一端为eL的“+”端，流进线圈的一端为eL的“-”端，如图 五、电感线圈中的磁场能量 理论分析和实验都可证明，磁场能量WL与通过线圈的电流平方 及线圈自感L成正比 即： 例4 有一个电磁铁线圈的自感L=100H，电阻R=11Ω,接通E=220V的直流电源，并达到稳定状态，问电磁铁中储存的磁能有多少？ 六、自感的应用 其工作原理如下：日光灯的工作过程分启辉和工作两个阶段。当电源开关S合上后，由于加在灯管两端的220V电压太低，不能是灯管内的惰性气体氩电离导通，所以这是电源电压经开关、镇流器、灯丝直接加在启辉器两端，使启辉器发生放电，其触头受热闭合接通启辉电路，使镇流器线圈和灯丝中通过电流。启辉器发生辉光放电后其触头会因温度降低而突然断开，引起镇流器线圈中电流减小，由于自感作用，镇流器两端产生产生很高的自感电动势，并和电源电压一起加在灯管两端，使管内惰性气体氩电离导通， 2、滤波器 §5-3互感 一、互感现象 Ψ12=φ12N2即为互感链。当电i发生变化时，则Ψ12也随时间变化，因此在第二个线圈中将产生感应电动势。同理，当电流i2发生变化时，则Ψ21也随时间变化，因此在第一个线圈中将产生感应电动势。这种由一个线圈中电流发生变化，而使另一个线圈中产生感应电动势的现象，叫互感现象，简称互感。产生的感应电动势，成为互感电动势。 为了定量表征这种互感耦合的情况而引入了互感系数这一物理量。在两个耦合线圈中，互感磁链与产生该磁连的电流之比叫做这两个线圈的互感系数，简称互感，用字母 M 表示，即： 三、互感电动势 互感电动势的方向可由楞次定律来确定，即：互感电动势的方向应以互感磁通的方向为准，并用安培定则确定。当电流增大，电流变化率△i/△t大于0