第6节 互感和自感.ppt
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1、产生感应电流的条件是什么?产生感应电流的条件是什么?感生电场是怎样形成的?感生电场是怎样形成的?4.54.5互感和自感互感和自感一、互感一、互感 当一个线圈中的电流变化时,它产生的磁场就当一个线圈中的电流变化时,它产生的磁场就发生变化,变化的磁场在周围空间产生感生电场,发生变化,变化的磁场在周围空间产生感生电场,在感生电场的作用下,另一个线圈中的自由电荷定在感生电场的作用下,另一个线圈中的自由电荷定向运动,于是产生感应电动势。向运动,于是产生感应电动势。当一个线圈中电流变化,在另一个线圈中产生当一个线圈中电流变化,在另一个线圈中产生感应电动势的现象,称为感应电动势的现象,称为互感互感。互感现象
2、产生的感。互感现象产生的感应电动势,称为应电动势,称为互感电动势互感电动势。互感的应用和防止:互感的应用和防止:互感现象在电工技术和电子技术中有广泛的互感现象在电工技术和电子技术中有广泛的应用。应用。变压器变压器 收音机里的磁性天线收音机里的磁性天线。观察到的实验现象:观察到的实验现象:实验一、通电自感现象实验一、通电自感现象A1 1立即正常发光,立即正常发光,A2 2逐渐变亮逐渐变亮问题:为什么会出现这种现象?问题:为什么会出现这种现象?二、自感二、自感 解释解释:接通电路的瞬间,电流增大,穿过线圈接通电路的瞬间,电流增大,穿过线圈L的磁通量也增加,在的磁通量也增加,在L中产生感应电动势,由
3、楞次中产生感应电动势,由楞次定律可知,它将阻碍原电流的增加,产生的感应电定律可知,它将阻碍原电流的增加,产生的感应电动势叫自感电动势,方向与原电流方向相反。所以动势叫自感电动势,方向与原电流方向相反。所以A1 1中的电流只能逐渐增大,中的电流只能逐渐增大,A1 1逐渐亮起来逐渐亮起来 理解理解:线圈线圈L中的出现的自感电动势只是阻碍中的出现的自感电动势只是阻碍了原电流的变化了原电流的变化(增加增加),而非阻止,所以虽延缓了,而非阻止,所以虽延缓了电流变化的进程,但最终随着电流的变化趋于稳定电流变化的进程,但最终随着电流的变化趋于稳定自感电动势逐渐减小,电流仍然逐渐增大达到最大自感电动势逐渐减小
4、,电流仍然逐渐增大达到最大值,值,A1 1最终达到正常发光最终达到正常发光实验二、断电自感现象实验二、断电自感现象观察到的实验现象:观察到的实验现象:灯泡灯泡A A为什么正常通电时较暗,断电后却由为什么正常通电时较暗,断电后却由暗变到很亮(闪亮)然后再熄灭呢?暗变到很亮(闪亮)然后再熄灭呢?解释解释:正常通电时,由于正常通电时,由于L的直流电阻很小,的直流电阻很小,通过通过L的电流的电流IL L较大。灯泡较大。灯泡A几乎处于短路状态,通几乎处于短路状态,通过过A的电流的电流IA A很小。所以很小。所以A几乎不亮。电路断开时,几乎不亮。电路断开时,因线圈中的电流减小而导致磁通量发生变化,产生因线
5、圈中的电流减小而导致磁通量发生变化,产生自感电动势阻碍原电流的减小,自感电动势阻碍原电流的减小,L中的电流只能从中的电流只能从原值原值IL开始逐渐减小,开始逐渐减小,S断开后,断开后,L与与 A组成闭合组成闭合回路,回路,L中的电流从中的电流从A中流过,因为中流过,因为IL L IA A。所以所以A不但不立即熄灭,反而更闪亮后才熄灭。不但不立即熄灭,反而更闪亮后才熄灭。2.2.导体中电流变化时,自身产生感应电动势,这个导体中电流变化时,自身产生感应电动势,这个感应电动势叫做自感电动势感应电动势叫做自感电动势.“阻阻碍碍”原电流增大自感电动势与原电流反向。原电流增大自感电动势与原电流反向。原电流
6、减小自感电动势与原电流同向。原电流减小自感电动势与原电流同向。1.1.由于导体自身的电流发生变化而产生的电磁感由于导体自身的电流发生变化而产生的电磁感应现象应现象,叫做自感现象叫做自感现象问题:自感电动势大小跟哪些因素有关?问题:自感电动势大小跟哪些因素有关?3.3.自感电动势阻碍原电流的变化自感电动势阻碍原电流的变化4.4.自感电动势的大小自感电动势的大小:决定于线圈本身的构造和决定于线圈本身的构造和通过线圈的电流的变化快慢。通过线圈的电流的变化快慢。描述线圈本身的构造特征的物理量描述线圈本身的构造特征的物理量:自感系数(自感系数(L)(1 1)L的物理意义:在线圈中的电流强度变化率的物理意
7、义:在线圈中的电流强度变化率相同的条件下,相同的条件下,L越大,则自感电动势越大,自越大,则自感电动势越大,自感现象越明显,说明感现象越明显,说明L是表示线圈的自感能力的是表示线圈的自感能力的物理量。物理量。自感系数的大小表明了线圈对电流变化的阻自感系数的大小表明了线圈对电流变化的阻碍作用的大小,反映了线圈对电流变化的延时作碍作用的大小,反映了线圈对电流变化的延时作用的强弱。用的强弱。5.5.自感系数自感系数(2 2)L大小的决定因素:大小的决定因素:实验表明,线圈越大,越粗,匝数越多,实验表明,线圈越大,越粗,匝数越多,自感系数越大。另外,带有铁芯的线圈的自感自感系数越大。另外,带有铁芯的线
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