46互感和自感课件.ppt

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1、4.6互感和自感互感和自感 在法拉第的实验中两个线圈并没有用导在法拉第的实验中两个线圈并没有用导线连接，当一个线圈中的电流变化时，在另线连接，当一个线圈中的电流变化时，在另一个线圈中为什么会产生感应电动势呢？一个线圈中为什么会产生感应电动势呢？演示实验演示实验一、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

2、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。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。看图回答以下问题：看图回答以下问题：1.1.螺线管中有无磁场螺线管中有无磁场?

3、 ?磁场的强弱与电流有无关系磁场的强弱与电流有无关系? ?2.2.当电流变化时当电流变化时, ,螺线管中的磁场是否变化螺线管中的磁场是否变化? ?3.3.当电流变化时当电流变化时, ,通过螺线管中的磁通量是否变化通过螺线管中的磁通量是否变化? ?4.4.当电流变化时当电流变化时, ,螺线管中是否产生电磁感应现象螺线管中是否产生电磁感应现象? ?5.5.当电流变化时当电流变化时, ,螺线管中是否产生感应电动势螺线管中是否产生感应电动势? ?思考与讨论思考与讨论二、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

4、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。注意注意：“阻碍阻碍”不是不是“阻止阻止”，电流原来怎么变，电流原来怎么变化还是怎么变，只是变化变慢了，即对电流的变化还是怎么变，只是变化变慢了，即对电流的变化起延迟作用化起延迟作用自感电动势的自感电动势的作用作用：阻碍导体中原来的电流变化：阻碍导体中原来的电流变化演示实验演示实验1 1 A A1 1、A A2 2是规格完全一样的灯泡是规格完全一样的灯泡. .闭合电键闭合电键S,S,调节变阻器调节变阻器R R, ,使使A A1 1、A A2 2亮度相同亮度相同, ,再调节再调节R R1 1, ,使两灯正使两灯

5、正常发光常发光, ,然后断开开关然后断开开关S.S.重新闭重新闭合合S,S,观察到什么现象观察到什么现象? ? 灯泡灯泡A A2 2立刻正常发光立刻正常发光, ,跟线圈跟线圈L L串联的灯串联的灯泡泡A A1 1逐渐亮起来逐渐亮起来. .电路接通时电路接通时, ,电流由零开始增加电流由零开始增加, ,穿过线圈穿过线圈L L的磁通量逐渐增加的磁通量逐渐增加, ,L L中产生的感应电动势中产生的感应电动势的方向与原来的电流方向相反的方向与原来的电流方向相反, ,阻碍阻碍L L中电中电流增加流增加, ,即推迟了电流达到正常值的时间即推迟了电流达到正常值的时间. .现象：现象：分析分析: :反馈训练1

6、、 实验中，当电键闭合后，实验中，当电键闭合后，通过灯泡通过灯泡A1的电流随时间变化的电流随时间变化的图像为的图像为 图；通过灯泡图；通过灯泡A2的的电流随时间变化的图像为电流随时间变化的图像为 图。图。ItItItIt A B C DCA L A1R A2 S R1 接通电路接通电路, ,待灯泡待灯泡A A正常发正常发光光. .然后断开电路然后断开电路, ,观察到什观察到什么现象么现象? ?S S断开时断开时, ,A A 灯突然闪亮一下才熄灭灯突然闪亮一下才熄灭. .现象现象:演示实验演示实验2 2反馈训练2、在实验二中，若线圈在实验二中，若线圈L的电阻的电阻RL与灯泡与灯泡A的电阻的电阻R

7、A相等，则电键相等，则电键 断开前后通过线圈断开前后通过线圈的电流随时间的变化图像为的电流随时间的变化图像为 图，通过灯图，通过灯泡的电流随时间的变化图像为泡的电流随时间的变化图像为 图；图；若若RL远小于远小于RA，则电键，则电键 断开前后通过线圈的电流随时断开前后通过线圈的电流随时间的变化图像为间的变化图像为 图，通过灯泡的电流图像为图，通过灯泡的电流图像为 图。图。It A B C DItItItACBDALS1 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

8、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（H H） IELt 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，带有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时大得多。系数比没有铁芯时大得多。三、自感系数三、自感系数日光灯结构：日光灯结构：3、自感现象的应用日光灯 发出可见光发出可见光荧光粉荧光粉受到紫受到紫外线照外线照射射在在高压高压下导电下导电发出紫外线发出紫外线两端灯丝

9、给气两端灯丝给气体加热并给气体加热并给气体加上高电压体加上高电压日光灯管的结构日光灯管的结构3、自感现象的应用日光灯 3、自感现象的应用日光灯 日光灯启动时需要一个日光灯启动时需要一个瞬时高压瞬时高压，正常发，正常发光时又需要一个低于光时又需要一个低于220V220V的工作电压。的工作电压。自感系数较大的线圈自感系数较大的线圈如何产生如何产生瞬时高压瞬时高压? ?镇流器结构和作用：镇流器结构和作用：启动时提供瞬时高压启动时提供瞬时高压 正常工作时降压限流正常工作时降压限流启动器组成和作用：启动器组成和作用：起到一个开关的作用起到一个开关的作用3、自感现象的应用日光灯 自感系数较大的线圈（镇流器

10、）在自感系数较大的线圈（镇流器）在断开断开时时能产生瞬时高压，可谁来充当自动开关？能产生瞬时高压，可谁来充当自动开关？启动器启动器电流流向电流流向3、自感现象的应用日光灯 自感系数很大有时会产生危害：4、自感现象的防止、自感现象的防止除线圈外，电路的其它部分是否存在自感现象？自感现象当电路中的电流发生变化时，电路中每一个组成部分，甚至连导线，都会产生自感电动势去阻碍电流的变化，只不过是线圈中产生的自感电动势比较大，其它部分产生的自感电动势非常小而已 开关闭合时线圈中有电流，电流产生磁场，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，线圈作用相能量储存在磁场中，开关断开时，

11、线圈作用相当于电源，把磁场中的能量转化成电能。当于电源，把磁场中的能量转化成电能。四、磁场的能量四、磁场的能量问题：在断电自感的实验中，为什么开关断开问题：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？甚至会比原后，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来更亮？试从能量的角度加以讨论 当线圈通电瞬间和断电瞬间，自感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，使电动势都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

12、感系数大小决定于线圈的自感系数 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？思考与讨论思考与讨论一、互感现象一、互感现象二、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磁感应发生变化而产生的电磁感应现象，叫现象，叫自感现象自感现象。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。2.应用：变压器应用：变压

13、器 防止：电子线路中减小电路中的互感防止：电子线路中减小电路中的互感2、 通电自感通电自感 产生的感应电动势产生的感应电动势阻碍阻碍自身电流的自身电流的增大增大 断电自感断电自感 产生的感应电动势产生的感应电动势阻碍阻碍自身电流的自身电流的减小减小三、自感系数三、自感系数1、自感电动势的大小：、自感电动势的大小：IELt2、自感系数、自感系数L：与线圈的大小、形状、圈数及有无铁芯有关：与线圈的大小、形状、圈数及有无铁芯有关小结小结3、应用与防止、应用与防止四、磁场的能量四、磁场的能量有关自感现象有关自感现象, ,下列叙述中正确的是：（下列叙述中正确的是：（ ）A A、有铁芯的多匝金属线圈中、有

14、铁芯的多匝金属线圈中, ,通过的电流强度通过的电流强度 不变时不变时, ,无自感现象发生无自感现象发生, ,线圈的自感系数为零线圈的自感系数为零B B、导体中所通电流发生变化时、导体中所通电流发生变化时, ,产生的自感电产生的自感电 动势总是阻碍导体中原来电流的变化动势总是阻碍导体中原来电流的变化C C、线圈中所通电流越大、线圈中所通电流越大, ,产生的自感电动势也产生的自感电动势也越大越大D D、线圈中所通电流变化越大、线圈中所通电流变化越大, ,产生的自感电动产生的自感电动势也越大势也越大 课堂训练课堂训练如图所示的电路中，如图所示的电路中，A A1 1和和A A2 2是两个相同的小灯泡，

15、线圈是两个相同的小灯泡，线圈L L的的电阻可以忽略，下列说法正确电阻可以忽略，下列说法正确的是的是( )( )A.A.合上开关合上开关S S接通电路时接通电路时,A,A2 2先亮先亮,A,A1 1后亮后亮, ,最后一最后一样亮样亮B.B.合上开关合上开关S S接通电路时接通电路时,A,A2 2和和A A1 1始终一样亮始终一样亮C.C.断开开关断开开关S S切断电路时切断电路时,A,A2 2立刻熄灭立刻熄灭,A,A1 1过一会过一会儿才熄灭儿才熄灭D.D.断开开关断开开关S S切断电路时切断电路时,A,A2 2和和A A1 1都要过一会儿才都要过一会儿才熄灭熄灭课堂训练课堂训练SA1A2LA.

16、A.灯灯A A立即熄灭立即熄灭 B.B.灯灯A A慢慢熄灭慢慢熄灭C.C.灯灯A A突然闪亮一下再慢慢熄灭突然闪亮一下再慢慢熄灭D.D.灯灯A A突然闪亮一下再突然熄灭突然闪亮一下再突然熄灭L A课堂训练课堂训练如图所示，如图所示，L L为自感系数较大的线圈，电路为自感系数较大的线圈，电路稳定后小灯泡正常发光，当断开电键的瞬间会稳定后小灯泡正常发光，当断开电键的瞬间会有有( )( )如图所示的电路中，电灯A和B与固定电阻的阻值均为R,L是自感系数较大的线圈.当S1闭合、S2断开且电路稳定时,AB亮度相同,再闭合S2,待电路稳定后将S1断开时,下列说法正确的是( )课堂训练课堂训练A.灯B立即熄灭B.灯A将比原来更亮一些后再熄灭C.有电流通过B灯,方向为c-B-dD.有电流通过A灯,方向为b-A-aS1S2BALRabcd如图所示,当S闭合时,通过灯A的电流为I,通过线圈的电流为2I,在某时刻t0,S断开,则能正确反映灯A中电流变化的图是( )课堂训练课堂训练LA2IISIitto0Iitto0-IIitto0-I-2IIitto02IABCD下列说法正确的是（ ）A日光灯开始工作时，需要启动器B日光灯开始工作时，不需要镇流器C日光灯正常工作时，需要启动器D日光灯正常工作时，不需要镇流器课堂训练课堂训练