07-电磁感应02.ppt

二. 互感应 2、互感系数与互感电动势 电场能量与磁场能量比较 * * A先亮，B后亮。 A猛然一亮，后渐灭。 A 自感: 维持原电路状态的能力（电磁惯性）。 自感现象的实验演示： A B R 3 自感应 互感应 L——自感系数，单位：亨利（H） 一、自感 由于回路自身电流、回路的形状、或回路周围的磁介质发生变化时，穿过该回路自身的磁通量随之改变，从而在回路中产生感应电动势的现象。 1.自感现象 磁通链数 2.自感现象能力的描述——自感系数 1) L的意义： 自感系数与自感电动势 自感系数在数值上等于回路中通过单位电流 时，通过自身回路所包围面积的磁通链数。 若 I = 1 A，则 L的计算 2)自感电动势 若回路几何形状、尺寸不变，周围介质的磁导率不变 自感的计算步骤： S l μ 例 试计算长直螺线管 的自感. 已知：N, S, l , ? 单位长度的自感为： 例2 求一无限长同轴传输线单位长度的自感. 已知：R1 、R2 I I 1) 互感系数(M) 因载流线圈中电流变化而在对方线圈中激起感应电动势的现象称为互感应现象。 1、互感现象 若两回路几何形状、尺寸及相对位置不变， 周围无铁磁性物质。实验指出： 实验和理论都可以证明： 2）互感电动势： 互感系数和两回路的几何形状、尺寸，它们 的相对位置，以及周围介质的磁导率有关。 互感系数的大小反映了两个线圈磁场的相互 影响程度。 例. 如图,在磁导率为?的均匀磁介质中,一长直导线与矩形线圈一边相距为a,线圈共N匝,求互感系数. 解:设直导线中通有自下而上的电流I,它激发的磁场通过矩形线圈的磁通链数为 互感为 互感系数的大小取决于两回路的 几何性质和介质性质． I dr 思考：若将长直导线按如右图放置,它们的互感又为多少？ I l b/2 b/2 互感为零 思考: 两个相隔距离不太远的线圈，如何放置可使其互感系数为零？ . 如图放置，使两线圈轴线互相垂直确保磁力线互不穿过对方线圈。 例 ：如图，求两线圈之间的互感系数。已知 解： d 考察在开关合上后的一段时间内，电路中的电流滋长过程： 由全电路欧姆定律 4 磁场能量 电池 BATTERY 一、自感磁能 电源所 作的功 电源克服自感 电动势做的功 电阻上的 热量损耗 (两边乘以 idt, 积分) 二、磁场的能量 磁场能量密度：单位体积中储存的磁场能量 wm 螺线管特例： 任意磁场 计算自感系数可归纳为三种方法 1.静态法: 2.动态法: 3.能量法: 例 如图.求同轴传输线之磁能及自感系数 可得同轴电缆 的自感系数为: 电场能量 磁场能量 电容器储能 自感线圈储能 电场能量密度 磁场能量密度 能量法求 能量法求 电场能 磁场能量 * * * * *