8.3 自感 互感 磁场能量.pdf

8.3 自感 互感 磁场能量 1 自感现象 实验现象 ： 闭合开关瞬间，灯泡点亮，然后慢慢变暗。 现象分析：开关闭合或断开的瞬间，灯泡亮度的变 化说明回路中通过灯泡的电流发生了变化，也即线 圈中电流发生了变化。 自感现象：线圈中电流变化，将会引起线圈自身回路中的磁通量发生变化 的现象。 以通电线圈为例 由毕奥-萨法尔定律： B  I 由磁通量定义：  B 介 质 S 因此：  I I 引入比例系数，可得： =LI 自感系数 定义：自感系数  L= I 国际单位制中：自感系数的单位是：亨利（H ）。 亨利单位较大，实际中长采用毫亨利（mH ）和微亨利(μH)为单位。 依据法拉第电磁感应定律，可知自感电动势 d dI   L dt dt 其物理意义是：自感电动势总是阻碍线圈中电流的变化。 例1 ：求长直螺线管的自感系数。设螺线管长L ，横截面积S ，单位长 度上的匝数为n ，管内充满磁导率为μ的均匀介质。 解：设螺线管通的电流为I ，则螺线管内的磁通量为 2  BS nInLS n VI 由自感系数定义可得：  介 质 S  2 I L= =n V I 可知：自感系数表征了线圈本身电磁性质的物理量，仅由线圈的形 状、大小、匝数以及周围的电介质决定的，与线圈所通电流无关。 2 互感现象 实验现象： L 1 当闭合开关时，检流计指针发 生向右偏转，然后回到原点； L2 当断开开关时，检流计指针发 生向左偏转，然后回到原点。 问题： 闭合和断开开关时 ，为什么另一个不同回路中的检流计指针却发生了偏转呢？ 实验现象分析： L 1 检流计指针偏转说明检流计和 螺线管 L2 中的存在电流，且开 L2 关闭合和断开时，电流的方向 相反。 此时的电源是由电磁感应产生 L 的，也就是说通过螺线管 的 2 磁通量发生了变化。 实验现象分析：