[工学]大物第12_13章.ppt

当 时， 2）自感电动势 自感 单位：1 亨利 （ H ）= 1 韦伯 / 安培 （1 Wb / A） L有使回路保持原电流不变的性质－电磁惯性 “－” 说明自感电动势产生的感应电流的方向总是反抗电流变化. 3）自感的计算方法 例1 如图的长直密绕螺线管,已知 , 求其自感 . （忽略边缘效应） 解 先设电流 I 求得 B （一般情况可用下式测量自感） 例 2 两同轴圆筒形导体,其半径分别为 和 , 通过它们的电流均为 ,但电流的流向相反.设在两圆筒间充满磁导率为 的均匀磁介质,求其自感 . 解 两圆筒间 则 即 单位长度的自感： 二 自感回路中电流的滋长与衰减 1 滋长情况 L B k A 滋长过程：k与A接触时，I增加，L中出现自感电动势，阻碍电流增加，直至稳定。 由闭合电路的欧姆定律 L B k A 衰减过程： k与B接触，形成RL回路。I减少，L产生与原电流方向相同的自感电动势。 2 衰减情况 稳定 i i? 0 K? K? t 三 互感 在 电流回路中所产生的磁通量 在 电流回路 中所产生的磁通量 互感仅与两个线圈形状、大小、匝数、相对位置以及周围的磁介质有关. 注意 1 ）互感系数 （理论可证明） 互感系数 问：下列几种情况互感是否变化？ 1）线框平行直导线移动； 2）线框垂直于直导线移动； 3）线框绕 OC 轴转动； 4）直导线中电流变化. O C 2 ）互感电动势 例1 两同轴长直密绕螺线管的互感 有两个长度均为l,半径分别为r1和r2（r1r2）,匝数分别为N1和N2的同轴长直密绕螺线管.求它们的互感 . 解 先设某一线圈中通以电流 I 求出另一线圈的磁通量 设半径为 的线圈中通有电流 , 则 代入 计算得 则 则穿过半径为 的线圈的磁通匝数为 解 设长直导线通电流 例 2 在磁导率为 的均匀无限大的磁介质中, 一无限长直导线与一宽长分别为 和 的矩形线圈共面,直导线与矩形线圈的一侧平行, 相距为 . 求二者的互感系数. 若导线如左图放置, 根据对称性可知 得 12.5 磁场的能量 自感线圈磁能 电阻放出的焦耳热 电源作功 电源反抗自感电动势作的功 磁场能量密度 磁场能量 自感线圈磁能 例 如图同轴电缆,中间充以磁介质,芯线与圆筒上的电流大小相等、方向相反.已知 , 求单位长度同轴电缆的磁能和自感. 设金属芯线内的磁场可略. 解 由安培环路定律可求 B 则 * 12.1 电磁感应定律 一 电磁感应现象 电磁感应现象： 当回路磁通发生变化时在回路中产生感应电动势的现象。其电流叫感应电流。 二 楞次定律 闭合回路中感应电流的方向，总是企图使感应电流本身所产生的通过回路中的磁通量，去反抗引起感应电流的磁通量的改变. N S N S 用楞次定律判断感应电流方向 楞次定律是能量守恒定律的一种表现 维持滑杆运动必须外加一力，此过程为外力克服安培力做功转化为焦耳热. 机械能 焦耳热 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 三 法拉第电磁感应定律 当穿过闭合回路所围面积的磁通量发生变化时，回路中会产生感应电动势，且感应电动势正比于磁通量对时间变化率的负值. 国际单位制 韦伯 伏特 1) 感应电动势的方向 N 与回路取向相反 （ 与回路成右螺旋） N 与回路取向相同 2）闭合回路由 N 匝密绕线圈组成 磁通匝数（磁链） 3）若闭合回路的电阻为 R ，感应电流为: 时间内，流过回路的电荷 例 在匀强磁场中, 置有面积为 S 的可