互感和自感课件上课用.ppt

第四章电磁感应第六节互感和自感 下图为法拉第的实验装置，当一个线圈中的电下图为法拉第的实验装置，当一个线圈中的电流变化时，另一个线圈中为什么会产生感应电流流变化时，另一个线圈中为什么会产生感应电流呢？呢？一、互感现象一、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电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，称为动势的现象，称为互感互感。互感现象中产生的感应电动势，。互感现象中产生的感应电动势，称为称为互感电动势。互感电动势。2 2、利用互感现象可以把能量从一个线圈传递到另一个线、利用互感现象可以把能量从一个线圈传递到另一个线圈，因此在电工技术和电子技术中有广泛应用。变压器圈，因此在电工技术和电子技术中有广泛应用。变压器就是利用互感现象制成的。就是利用互感现象制成的。研究自感现象 问题：问题：K K接通瞬间，线圈中会有电流，接通瞬间，线圈中会有电流，那么那么线圈线圈L L本身本身会不会产生感应电动势会不会产生感应电动势（感生电动势）？（感生电动势）？LK实验一实验一：2、再调节变阻器、再调节变阻器R1使两个灯泡都正常发光。使两个灯泡都正常发光。3、断开开关、断开开关S，然后再闭合，观察现象，然后再闭合，观察现象1、调节变阻器、调节变阻器R的电阻，使的电阻，使R和线圈电阻相同。和线圈电阻相同。L A1R A2 S R1现象：灯泡现象：灯泡A A2 2立刻正常发立刻正常发光，跟线圈光，跟线圈L L串联的灯泡串联的灯泡A A1 1逐渐亮起来。逐渐亮起来。解释：在接通电路的瞬间，电路中解释：在接通电路的瞬间，电路中的电流增大，穿过线圈的电流增大，穿过线圈L的磁通量也的磁通量也随着增大，因而线圈中必然会产生随着增大，因而线圈中必然会产生感应电动势，这个感应电动势阻碍感应电动势，这个感应电动势阻碍线圈中电流的增大，所以通过线圈中电流的增大，所以通过A1的的电流只能逐渐增大。电流只能逐渐增大。问题：与线圈相连的灯泡为什么要过一会才亮？问题：与线圈相连的灯泡为什么要过一会才亮？实验实验二：二：问题：断开电路时，电路为什么会闪亮一下？问题：断开电路时，电路为什么会闪亮一下？ALS现象：现象：S断开时，断开时，A 灯突然闪亮一灯突然闪亮一下才熄灭。下才熄灭。解释：解释：在电路断开的瞬间，通过线圈的电流在电路断开的瞬间，通过线圈的电流突然减弱，穿过线圈的磁通量也就很快减少，突然减弱，穿过线圈的磁通量也就很快减少，因而在线圈中产生感应电动势。虽然这时电源因而在线圈中产生感应电动势。虽然这时电源已经断开，但线圈已经断开，但线圈L和灯泡和灯泡A组成了闭合电路，组成了闭合电路，在这个电路中有感应电流在这个电路中有感应电流I感感通过，所以灯泡不通过，所以灯泡不会立即熄灭。会立即熄灭。现象：现象：S断开时，断开时，A 灯突然闪亮一下才熄灭。灯突然闪亮一下才熄灭。二、自感现象二、自感现象1、由于导体由于导体本身的电流本身的电流发生变化而产生的电发生变化而产生的电磁感应现象，叫磁感应现象，叫自感现象自感现象。2 2、自感现象中产生的电动势叫、自感现象中产生的电动势叫自感电动势自感电动势。自感电动势的作用：阻碍导体中原来的电自感电动势的作用：阻碍导体中原来的电流变化。流变化。注意：注意：“阻碍阻碍”不是不是“阻止阻止”，电流原来，电流原来怎么变化还是怎么变，只是变化变慢了，即怎么变化还是怎么变，只是变化变慢了，即对电流的变化起延迟作用。对电流的变化起延迟作用。三、自感系数三、自感系数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 实验表明，线圈越大，越粗，匝数越多，自感实验表明，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系数越大。另外，带有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时大得多。没有铁芯时大得多。小明去断开小明去断开 正在工作的大正在工作的大 功率电动机的功率电动机的 开关时，被突开关时，被突然产生的电火然产生的电火花击中了，想花击中了，想一想，为什么一想，为什么？4、自感现象的防止、自感现象的防止变压器、电动机等器材都有很大的线圈，当电路中变压器、电动机等器材都有很大的线圈，当电路中的开关断开时，会产生很大的自感电动势，使得开的开关断开时，会产生很大的自感电动势，使得开关的金属片之间产生电火花，烧蚀接触点，甚至引关的金属片之间产生电火花，烧蚀接触点，甚至引起人身伤害。起人身伤害。因此，电动机等大功因此，电动机等大功率用电器的开关应该率用电器的开关应该装在金属壳中。最好装在金属壳中。最好使用油浸开关，即把使用油浸开关，即把开关的接触点浸在绝开关的接触点浸在绝缘油中，避免出现电缘油中，避免出现电火花火花延时继电器延时继电器试说明这种继电器的工作原理。试说明这种继电器的工作原理。自感现象的防止：在一些精密仪器中为了消自感现象的防止：在一些精密仪器中为了消除使用过程中电流变化引起的自感现象，除使用过程中电流变化引起的自感现象，往往采用双线绕法。往往采用双线绕法。5、自感现象应用、自感现象应用日光灯结构：日光灯结构：四、磁场的能量四、磁场的能量 问题：在断电自感的实验中，为什么开关问题：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？甚断开后，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至会比原来更亮？试从能量的角度加以讨论。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圈作用相当于电源，把磁场中的能量转化成电能。成电能。阅读教材最后一段阅读教材最后一段P P2424，回答问题：，回答问题：1 1、线圈能够体现电的、线圈能够体现电的“惯性惯性”，应该怎样理解，应该怎样理解？2 2、电的、电的“惯性惯性”大小与什么有关？大小与什么有关？当线圈通电瞬间和断电瞬间，自感电动势都当线圈通电瞬间和断电瞬间，自感电动势都要阻碍线圈中电流的变化，使线圈中的电流不能要阻碍线圈中电流的变化，使线圈中的电流不能立即增大到最大值或不能立即减小为零立即增大到最大值或不能立即减小为零 电的电的“惯性惯性”大小决定于线圈的自感系数大小决定于线圈的自感系数 3 3、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,且可发生于任何两个相互靠近的电路之间。在电力工程和且可发生于任何两个相互靠近的电路之间。在电力工程和电子电路中，互感现象有时会影响电路的正常工作，这时电子电路中，互感现象有时会影响电路的正常工作，这时要设法减小电路间的互感。要设法减小电路间的互感。