《大学物理》chp8-3自感和互感.ppt

二、互感(应) 互感电动势 2、互感系数 1）互感系数反映了线圈本身的电磁性质→ 电磁惯性 M 仅与两回路本身形状、大小、两者相对位置及周围介质 有关，若回路周围不存在铁磁质， M 与电流 I 无关。 2）当电流变化一定时，互感电动势就取决于互感系数， M 越大，互感电动势也越大。M 是表征两个回路相互 感应强弱的物理量。 3、互感电动势 2 1 二、互感(应) 互感电动势 4、互感的应用 互感器：通过互感线圈能够使能量或信号由一个线圈方便地传 递到另一个线圈。电工、无线电技术中使用的各种变 压器都是互感器件。 常见的有电力变压器、中周变压器、输入输出变压器、 电压互感器和电流互感器。 5、互感系数和互感电动势的计算 1) 假设一个回路中通有电流I1； 2) 计算该回路产生的磁场B1 的分布； 3) 计算B1通过另一回路的?21； 4) 利用 ，计算 。 例8-10: 设有两个长度均为l、横截面积均为S，匝线分别为N1和N2的同轴 长直密绕螺线管，管内充满磁导率为μ的磁介质， 求：它们的互感系数。 解： 设在螺线管1上通有电流为I1， 通过螺线管2的全磁通为： 根据互感系数的定义可得： 则I1在管内产生的磁感应强度为： 例8-10: 设有两个长度均为l、横截面积均为S，匝线分别为N1和N2的同轴 长直密绕螺线管，管内充满磁导率为μ的磁介质， 求：它们的互感系数。 根据互感系数的定义可得： 讨论： 螺线管1的自感系数： 螺线管2的自感系数： 以上是无漏磁情况下推导的， 即彼此磁场完全穿过。 当有漏磁时: k叫做耦合系数，0≤ k≤1，其值由介质情况和两线圈的相对位置决定。 解： 例8-11: 在磁导率为 的均匀无限大的磁介质中，一无限长直导线与长宽 分别为 和 的单匝矩形线圈共面，直导线与矩形线圈的一侧平行， 且相距为 ，求二者之间的互感系数。 解： 设长直导线通电流I1， 通过矩形线圈磁通量为： 建立坐标系Ox如图, x处的磁感应强度为： 方向 如图取：dS=ldx， 方向 根据互感系数的定义可得： 本讲小结： 回路电流变化 穿过自身磁通量变化 在回路中产生的感应电动势 1、自感电动势： 回路 1 的电流变化 引起回路 2 的磁通量变化 回路 2 中产生感应电动势 2、互感电动势： ——互感系数 ——自感系数 L 第八单元 电磁感应 Electromagnetic Induction 电 磁 场 Electromagnetic Field 第三讲 自感和互感 Self Induction and Mutual Induction 一、自感(应) 自感电动势 I (t) → B (t) →? (t) 2、自感系数 B K接通时：灯泡B立即亮，A逐渐亮； 1、自感现象 I K断开时：灯泡B立即灭，A逐渐灭。 由于回路中电流变化，引起穿过回路 包围面积的全磁通的变化，从而在回路自 身中产生感应电动势的现象叫自感现象， 产生的感应电动势称为自感电动势。 L : 自感系数 一、自感(应) 自感电动势 2、自感系数 单位：亨利(H) I B I = I (t) 3、自感电动势 无铁磁质时, 与回路大小、 形状、周围磁介质有关； 与回路是否通电流无关。 L : 自感系数 一、自感(应) 自感电动势 4、自感系数的物理意义 1)、负号表示自感电动势反抗回路中电流变化； 2)、L 越大对同样的电流变化自感电动势就越大 即回路中电流越难改变。 5、自感系数及自感电动势的计算 1) 假设回路中通有电流 I； 4) 利用 ，计算 L、εL。 自感系数L具有保持回路电流不变的性质 → 电磁惯性 自感系数L是描述回路电磁惯性的大小的物理量。 2) 计算B 的分布； 3) 计算通过回路的?； 例8-7: 一长为 l 的长直螺线管，横断面为S，线圈总匝