互感和自感及涡流讲稿.ppt

关于互感和自感及涡流第一页，讲稿共十八页哦互感现象互感现象1 1、当一个线圈中电流变化，在另一个线圈中产生感应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，称为电动势的现象，称为互感互感。互感现象中产生的感应电。互感现象中产生的感应电动势，称为动势，称为互感电动势。互感电动势。2 2、互感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间互感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间,且可发生于且可发生于任何两个相互靠近的电路任何两个相互靠近的电路之间之间.3 3、利用互感现象，可以把能量、利用互感现象，可以把能量从一个线圈传递到另一个线圈。从一个线圈传递到另一个线圈。因此，互感现象在电工技术和电因此，互感现象在电工技术和电子技术中有广泛的应用。子技术中有广泛的应用。第二页，讲稿共十八页哦第三页，讲稿共十八页哦自感自感1、自自 感感 现现 象象 由于导体回路本身的电流发生变化而产生的电磁由于导体回路本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象，叫自感现象。感应现象，叫自感现象。在自感现象中产生的电动势，叫自感电动势在自感现象中产生的电动势，叫自感电动势自自 感感 电电 动动 势势 总总 是是 阻阻 碍碍 引引 起起 它它 的的 电电 流流 的的 变变 化化。自自 感感 电电 动动 势势 的的 方方 向向当当I原原增增 加加 时时,I感感方方 向向 和和I原原反反 向向；当当I原原减减 小小 时时,I感感方方 向向 和和I原原同同 向向；第四页，讲稿共十八页哦1 1、自感电动势的大小：与电流的变化率成正比、自感电动势的大小：与电流的变化率成正比2 2、自感系数、自感系数 L L简称自感或电感简称自感或电感（1 1）决定线圈自感系数的因素：）决定线圈自感系数的因素：（2 2）自感系数的单位：）自感系数的单位：亨利亨利，简称亨，符号是，简称亨，符号是 H H。常用单位：毫亨（常用单位：毫亨（m Hm H）微亨（微亨（HH）实验表明，线圈越大，越粗，匝数越多，自感系实验表明，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系数比没有数越大。另外，带有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时大得多。铁芯时大得多。不同的线圈，即使电流变化快慢相同，自感电动势也不相同。不同的线圈，即使电流变化快慢相同，自感电动势也不相同。电学中用自感系数电学中用自感系数L来表示这种属性。来表示这种属性。第五页，讲稿共十八页哦自感现象是电磁感应的特例自感现象是电磁感应的特例一般的电磁感应现象中变化一般的电磁感应现象中变化的原磁场是的原磁场是外界外界提供的，而自感现象中是靠流过线圈提供的，而自感现象中是靠流过线圈自身自身变化的电流提供一个变化的磁场它们同属电磁感应，所变化的电流提供一个变化的磁场它们同属电磁感应，所以自感现象以自感现象遵循所有的电磁感应规律遵循所有的电磁感应规律自感电动势仅仅是自感电动势仅仅是减减缓缓了原电流的变化，不会了原电流的变化，不会阻止阻止原电流的变化或逆转原电流的原电流的变化或逆转原电流的变化原电流最终还是要增加到稳定值或减小到零。变化原电流最终还是要增加到稳定值或减小到零。第六页，讲稿共十八页哦分析分析1.通电瞬间各图中灯泡和线圈中的电流通电瞬间各图中灯泡和线圈中的电流(大小和方向大小和方向)分析分析2.通电后稳定时各图中灯泡和线圈中的电流情况通电后稳定时各图中灯泡和线圈中的电流情况分析分析3.断电瞬间各图中灯泡和线圈中的电流情况断电瞬间各图中灯泡和线圈中的电流情况分析分析4.各种情况下电路中某两点电势高低的判断各种情况下电路中某两点电势高低的判断线圈的电阻为线圈的电阻为R,灯灯A1与与A2完全相同完全相同第七页，讲稿共十八页哦例例1：如图所示的电路中，：如图所示的电路中，A、B是两个完全相同的小灯泡，是两个完全相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈，其阻值与是一个自感系数相当大的线圈，其阻值与R相同，当开关相同，当开关S闭闭合时，下面能发生的情况是合时，下面能发生的情况是 A B比比A先亮，然后先亮，然后AB亮度相同亮度相同 B A比比B先亮，然后先亮，然后B熄灭熄灭 C A、B一起亮一起亮 D A、B一起亮，然后一起亮，然后B熄灭熄灭思考：思考：1、若开关打开呢、若开关打开呢2、若、若L为纯电感线圈，则电键闭为纯电感线圈，则电键闭合后会发生什么现象？合后会发生什么现象？第八页，讲稿共十八页哦自感问题的分析方法：自感问题的分析方法：1、抓住电路的、抓住电路的初末初末状态。状态。（电路稳定时，线圈相当于电阻，（电路稳定时，线圈相当于电阻，“纯电感线圈纯电感线圈”则相当于导线）则相当于导线）2、抓住线圈的、抓住线圈的“阻碍阻碍电流电流变化变化”作用。作用。没有线圈时是瞬间变大或变小，有线圈只能缓慢变大或变小。但不能阻止变化。没有线圈时是瞬间变大或变小，有线圈只能缓慢变大或变小。但不能阻止变化。3、若电流由、若电流由0变大，开始瞬间可变大，开始瞬间可把线圈当断路把线圈当断路4、若电流由大变小，可将、若电流由大变小，可将线圈当电源线圈当电源第九页，讲稿共十八页哦例：如图电路例：如图电路(a)、(b)中，电阻中，电阻R和自感线圈和自感线圈L的电阻值都的电阻值都是很小接通是很小接通S，使电路达到稳定，灯泡，使电路达到稳定，灯泡A发光发光 A在电路在电路(a)中，断开中，断开S，A将渐渐变暗将渐渐变暗B在电路在电路(a)中，断开中，断开S，A将先变得更亮，将先变得更亮，然后渐渐变暗然后渐渐变暗C在电路在电路(b)中，断开中，断开S，A将渐渐变暗将渐渐变暗D在电路在电路(b)中，断开中，断开S，A将先变得更亮，将先变得更亮，然后渐渐变暗然后渐渐变暗第十页，讲稿共十八页哦 如图所示，如图所示，L为自感系数较大的线圈，电为自感系数较大的线圈，电路稳定后小灯泡正常发光，当断开电键路稳定后小灯泡正常发光，当断开电键的瞬间会有的瞬间会有A.灯灯A立即熄灭立即熄灭 B.灯灯A慢慢熄灭慢慢熄灭C.灯灯A突然闪亮一下再慢慢熄灭突然闪亮一下再慢慢熄灭D.灯灯A突然闪亮一下再突然熄灭突然闪亮一下再突然熄灭L AA第十一页，讲稿共十八页哦2、自感的应用和阻止、自感的应用和阻止（1）、自自感感防防止止1、在制作精密电阻时可采用双线绕法，可、在制作精密电阻时可采用双线绕法，可消除自感现象。消除自感现象。i思考：双线绕法消除自感现象的原因是自思考：双线绕法消除自感现象的原因是自感电动势相互抵消还是根本没有产生自感感电动势相互抵消还是根本没有产生自感电动势？电动势？第十二页，讲稿共十八页哦磁场的能量磁场的能量 问题：在断电自感的实验中，为什么开关断问题：在断电自感的实验中，为什么开关断开后，灯泡的发光会持续一段时间？甚至开后，灯泡的发光会持续一段时间？甚至会比原来更亮？试从能量的角度加以讨论。会比原来更亮？试从能量的角度加以讨论。开关闭合时线圈中有电流，电流产生磁开关闭合时线圈中有电流，电流产生磁场，能量储存在磁场中，开关断开时，线圈场，能量储存在磁场中，开关断开时，线圈作用相当于电源，把磁场中的能量转化成电作用相当于电源，把磁场中的能量转化成电能。能。第十三页，讲稿共十八页哦涡流涡流1.1.当线圈中的电流随时间变化时当线圈中的电流随时间变化时,这个线圈附近的这个线圈附近的任任何导体何导体中都会产生感应电流中都会产生感应电流-涡流涡流.2.2.金属块中的涡流也要产生金属块中的涡流也要产生热量热量.3.3.应用应用(1)(1)利用利用a.a.真空冶炼炉真空冶炼炉第十四页，讲稿共十八页哦b.b.探雷器探雷器c.c.安检门安检门(2)(2)减少减少 线圈中流过变化的电流线圈中流过变化的电流,在铁芯中产生的涡流使铁在铁芯中产生的涡流使铁芯发热芯发热,浪费了能量浪费了能量,还可能损坏电器。还可能损坏电器。减少涡流的途径减少涡流的途径:a.a.增大铁芯材料的电阻率增大铁芯材料的电阻率,常用的材料是硅钢。常用的材料是硅钢。b.b.用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯。铁芯。第十五页，讲稿共十八页哦电磁阻尼电磁阻尼V1.1.当导体在磁场中运动时当导体在磁场中运动时,感应电流会使导体受感应电流会使导体受到安培力到安培力,安培力的方向总是阻碍导体的运动安培力的方向总是阻碍导体的运动-电磁阻尼电磁阻尼2.2.讨论讨论:(1):(1)为什么用铝框做线圈骨架？为什么用铝框做线圈骨架？(2)(2)微安表的表头在运输时为何应该把两个接线柱微安表的表头在运输时为何应该把两个接线柱连在一起？连在一起？第十六页，讲稿共十八页哦电磁驱动电磁驱动1 1、如磁场相对于导体转动、如磁场相对于导体转动,在导体中会产生感在导体中会产生感应电流应电流,感应电流使导体受到安培力的作用感应电流使导体受到安培力的作用,安安培力使导体运动起来培力使导体运动起来-电磁驱动电磁驱动。2 2、交流感应电动机就是利用电磁驱动的、交流感应电动机就是利用电磁驱动的 原理工作的。原理工作的。第十七页，讲稿共十八页哦感感谢谢大大家家观观看看第十八页，讲稿共十八页哦