选修互感和自感.pptx

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1、会计学1选修互感和自感选修互感和自感复习回顾：复习回顾：n n1、电磁感应现象发生的条件是什、电磁感应现象发生的条件是什么？么？n n-磁通量发生变化磁通量发生变化。A当闭合开关时电流表中有没有电流？当闭合开关时电流表中有没有电流？电能是哪里来的？电能是哪里来的？第1页/共30页 当一个线圈中的电流变化时当一个线圈中的电流变化时,它它所产生的变化的磁场会在另一个线所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势圈中产生感应电动势-互感电动互感电动势势.这种现象叫做互感。这种现象叫做互感。一、互感现象一、互感现象第2页/共30页看图回答以下问题：看图回答以下问题：1）螺线管中有无磁场？磁场的强弱

2、与电流有无关系？）螺线管中有无磁场？磁场的强弱与电流有无关系？2）当电流变化时，螺线管中的磁场是否变化？）当电流变化时，螺线管中的磁场是否变化？3）当电流变化时，通过螺线管中的磁通量是否变化？）当电流变化时，通过螺线管中的磁通量是否变化？4）当电流变化时，螺线管中是）当电流变化时，螺线管中是否产生电磁感应现象？否产生电磁感应现象？5）当电流变化时，螺线管中是）当电流变化时，螺线管中是否产生感应电动势？否产生感应电动势？第3页/共30页二、自感现象二、自感现象 由于导体本身的电流发生变化而产由于导体本身的电流发生变化而产 生的电磁感应现象。生的电磁感应现象。2、自感现象产生的原因自感现象产生的原

3、因：导体本身电流变化，引起磁通量的变化。导体本身电流变化，引起磁通量的变化。1、定义：、定义：3、自感电动势、自感电动势 在自感现象中产生的感应电动势在自感现象中产生的感应电动势叫自感电动势。叫自感电动势。1）定义：）定义：第4页/共30页第5页/共30页现象：现象：在闭合开关在闭合开关S的的瞬间，灯瞬间，灯1立刻立刻正常发光而灯正常发光而灯2却是逐渐从暗却是逐渐从暗到明，要比灯到明，要比灯1迟一段时间正常迟一段时间正常发光发光为什么会出现这个现象呢?第6页/共30页原因分析：原因分析：由于线圈L自身的磁通量增加，而产生了感应电动势，这个感应电动势的作用是阻碍磁通量的增加，即原来所加电压相反，

4、阻碍线圈中电流的增加，故通过与线圈串联的灯泡的电流不能立即增大到最大值，它的亮度只能慢慢增加It0i1i2O第7页/共30页结论结论1：当导体中原来的电流增加当导体中原来的电流增加时，自感电动势时，自感电动势阻碍阻碍其增加其增加第8页/共30页 如图灯泡和直流电阻很小的线圈并联组成如图灯泡和直流电阻很小的线圈并联组成电路，则在开关电路，则在开关S断开时会出现什么现象：断开时会出现什么现象：第9页/共30页 如图灯泡和直流电阻很小的线圈并联组成如图灯泡和直流电阻很小的线圈并联组成电路，则在开关电路，则在开关S断开时会出现什么现象：断开时会出现什么现象：开关断开时，灯泡不是立即熄灭，而是先闪开关断

5、开时，灯泡不是立即熄灭，而是先闪亮一下，然后熄灭。亮一下，然后熄灭。为什么会出现这个现象呢?第10页/共30页n n提示：断电前后情况比较提示：断电前后情况比较ILIAiLiAOit第11页/共30页n n分析：分析：分析：分析：n n 断电前通过断电前通过A灯的电流是由电灯的电流是由电源提供的，根据电路中并联规律源提供的，根据电路中并联规律可知，线圈可知，线圈L的电阻由于很小，故的电阻由于很小，故电路中的电流大部分流过线圈电路中的电流大部分流过线圈L，有有IL LIA A，断电后，线圈，断电后，线圈L由于自由于自感作用，将阻碍自身电流的减小，感作用，将阻碍自身电流的减小，结果线圈中的电流结果

6、线圈中的电流IL L反向流过灯反向流过灯A，然后逐渐减弱，所以有灯闪亮，然后逐渐减弱，所以有灯闪亮一下再熄灭的现象出现一下再熄灭的现象出现第12页/共30页结论结论2：当导体中原来的电流减小时，自感当导体中原来的电流减小时，自感当导体中原来的电流减小时，自感当导体中原来的电流减小时，自感电动势电动势电动势电动势阻碍阻碍阻碍阻碍其减小其减小其减小其减小第13页/共30页讨论讨论:小灯泡在熄灭之前是否要闪亮一下？小灯泡在熄灭之前是否要闪亮一下？LRK图图 3abAE第14页/共30页注意：注意：1.不能认为任何断电现象灯都会闪一下不能认为任何断电现象灯都会闪一下当当ILIA时时,会闪一下会闪一下,

7、再逐渐熄灭再逐渐熄灭当当ILIA或或 IL=IA时时,不会闪不会闪,逐渐熄灭逐渐熄灭2断电实验中，线圈的电流方向断电实验中，线圈的电流方向不变不变，而灯，而灯电流方向与原来方向电流方向与原来方向相反相反3.原来的原来的IL和和IA哪一个大，要由哪一个大，要由L的直流电阻的直流电阻RL与与A的电阻的电阻RA的大小来决定。如果的大小来决定。如果RLRA，则，则ILIA；如果；如果RLIA。第15页/共30页b 1)为了使灯泡闪亮效果更明显对为了使灯泡闪亮效果更明显对线圈线圈L应该有什么样的要求应该有什么样的要求?讨论讨论:2)为了使灯泡持续更长时间对线为了使灯泡持续更长时间对线圈圈L应该有什么样的

8、要求应该有什么样的要求?第16页/共30页2)自感电动势的作用：自感电动势的作用：（延缓电流变化）（延缓电流变化）阻碍阻碍导体中原来电流的变化。导体中原来电流的变化。a.导体中原电流增大时，自感电动势阻碍导体中原电流增大时，自感电动势阻碍它增大。它增大。b.导体中原电流减小时，自感电动势阻碍导体中原电流减小时，自感电动势阻碍它减小。它减小。“阻碍阻碍”不是不是“阻止阻止”，电流还是变化的，电流还是变化的自感电动势的方向：自感电动势的方向：楞次定律（增反减同）楞次定律（增反减同）第17页/共30页3)自感电动势的大小：自感电动势的大小：自感电动势的大小跟其它感应电动势的大自感电动势的大小跟其它感

9、应电动势的大小一样，跟穿过线圈的磁通量的变化快慢有小一样，跟穿过线圈的磁通量的变化快慢有关。关。而在自感现象中，穿过线圈的磁通量是由而在自感现象中，穿过线圈的磁通量是由电流引起的，故自感电动势的大小跟导体中电流引起的，故自感电动势的大小跟导体中电流变化的快慢有关。电流变化的快慢有关。第18页/共30页三、三、自感系数自感系数L 上式中的上式中的L称为线圈的自感系数，简称为线圈的自感系数，简称自感或电感。称自感或电感。L的大小跟线圈的形状、的大小跟线圈的形状、大小、圈数、有无铁芯有关。大小、圈数、有无铁芯有关。单位：亨利单位：亨利(H)1H=103mH=106H L的大小表明了线圈对电流变化的阻

10、碍的大小表明了线圈对电流变化的阻碍作用大小，反映了线圈对电流变化的延时作作用大小，反映了线圈对电流变化的延时作用的强弱。用的强弱。第19页/共30页四、四、自感现象的防止及应用：自感现象的防止及应用：1、日光灯原理（、日光灯原理（应用应用）日光灯的构造日光灯的构造第20页/共30页 镇流器的作用镇流器的作用是自感系数很大的带是自感系数很大的带铁心的线圈，启动时，产生高电压，帮助点铁心的线圈，启动时，产生高电压，帮助点燃；燃；正常工作时的线圈起降压限制电流作用，正常工作时的线圈起降压限制电流作用，保护灯管。保护灯管。注意：注意：灯管两端的灯管两端的电压与镇流器的电电压与镇流器的电压之和压之和不不

11、等于电源等于电源电压。电压。第21页/共30页启动器的作用启动器的作用 自动开关可用普通开关或短绝缘导线代替。自动开关可用普通开关或短绝缘导线代替。正常工作时不起作用，可以去掉。正常工作时不起作用，可以去掉。第22页/共30页四、四、自感现象的防止及应用：自感现象的防止及应用：2、电阻双线绕法（、电阻双线绕法（防止防止）第23页/共30页 家用日光灯电路如图示，家用日光灯电路如图示，S为为启启动器，动器，A为灯管，为灯管，L为镇流器，关于日光灯的工作原为镇流器，关于日光灯的工作原理，下列说法正确的是：理，下列说法正确的是：（）A.镇流器镇流器的作用是将交流电变为直流电的作用是将交流电变为直流电

12、B.在在日光灯的启动阶段，日光灯的启动阶段，镇流器能提供一个瞬时镇流器能提供一个瞬时高高 压，使灯管开始工作压，使灯管开始工作C.日光灯正常发光时，启动器的两个触片是分离的日光灯正常发光时，启动器的两个触片是分离的D.日光灯发出柔和的白光是由汞原子受到激发后直日光灯发出柔和的白光是由汞原子受到激发后直 接辐射的接辐射的南通南通南通南通0404年调研二年调研二年调研二年调研二7 7B C220VALS第24页/共30页课堂练习：课堂练习：1 1、关于自感现象，正确的说法是关于自感现象，正确的说法是关于自感现象，正确的说法是关于自感现象，正确的说法是：（：（：（：（）A A、感应电流一定和原电流方

13、向相反；、感应电流一定和原电流方向相反；、感应电流一定和原电流方向相反；、感应电流一定和原电流方向相反；B B、线圈中产生的自感电动势较大的其自感、线圈中产生的自感电动势较大的其自感、线圈中产生的自感电动势较大的其自感、线圈中产生的自感电动势较大的其自感系数一定较大；系数一定较大；系数一定较大；系数一定较大；C C、对于同一线圈，当电流变化越大时，线、对于同一线圈，当电流变化越大时，线、对于同一线圈，当电流变化越大时，线、对于同一线圈，当电流变化越大时，线圈中产生的自感电动势也越大；圈中产生的自感电动势也越大；圈中产生的自感电动势也越大；圈中产生的自感电动势也越大；D D、自感电动势总是阻碍原

14、来电流变化的。、自感电动势总是阻碍原来电流变化的。、自感电动势总是阻碍原来电流变化的。、自感电动势总是阻碍原来电流变化的。D第25页/共30页2.2.如图所示，多匝电感线圈的电阻和电池内阻都忽略不计，如图所示，多匝电感线圈的电阻和电池内阻都忽略不计，如图所示，多匝电感线圈的电阻和电池内阻都忽略不计，如图所示，多匝电感线圈的电阻和电池内阻都忽略不计，两个电阻的阻值都是两个电阻的阻值都是两个电阻的阻值都是两个电阻的阻值都是R R，电键，电键，电键，电键S S原来打开，电流为原来打开，电流为原来打开，电流为原来打开，电流为I I0 0，今合上电键将一电阻短路，于是线圈有自感电动势产今合上电键将一电阻

15、短路，于是线圈有自感电动势产今合上电键将一电阻短路，于是线圈有自感电动势产今合上电键将一电阻短路，于是线圈有自感电动势产生，这电动势（生，这电动势（生，这电动势（生，这电动势（）A.A.有阻碍电流的作用，最后电流由有阻碍电流的作用，最后电流由有阻碍电流的作用，最后电流由有阻碍电流的作用，最后电流由I I0 0 减少到零减少到零减少到零减少到零B.B.有阻碍电流的有阻碍电流的有阻碍电流的有阻碍电流的作用作用作用作用，最后电流总小于，最后电流总小于，最后电流总小于，最后电流总小于I I0 0C.C.有阻碍电流增大的作用，因而电流有阻碍电流增大的作用，因而电流有阻碍电流增大的作用，因而电流有阻碍电流

16、增大的作用，因而电流I I0 0保持不变保持不变保持不变保持不变D.D.有阻碍电流增大的作用，有阻碍电流增大的作用，有阻碍电流增大的作用，有阻碍电流增大的作用，但电流最后还是增大到但电流最后还是增大到但电流最后还是增大到但电流最后还是增大到2 2 I I0 0SRRI0LD 提示：线圈中的电流不能突变提示：线圈中的电流不能突变 第26页/共30页3、如图示电路，合上如图示电路，合上S时，发现电流表时，发现电流表A1向左向左偏，则当断开偏，则当断开S的瞬间，电流表的瞬间，电流表A1、A2指针的指针的偏转情况是：（偏转情况是：（）A.A1向左，向左，A2向右向右B.A1向右，向右，A2向左向左C.

17、A1、A2都向右都向右D.A1、A2都向左都向左LR2R1SA1A2解：解：合上合上S后稳定时，后稳定时，R2和和L中电流方向向右，指针左偏中电流方向向右，指针左偏 断开断开S的瞬间，的瞬间，L中电流不能突变，中电流不能突变，A2向左偏，向左偏，通过闭合回路中的电流为逆时针方向，通过闭合回路中的电流为逆时针方向，A1中电流中电流方向与原来相反，指针右偏。方向与原来相反，指针右偏。所以所以 A1向右，向右，A2向左向左 B第27页/共30页4 4、同上题同上题同上题同上题的电路中，的电路中，的电路中，的电路中，L L是一带铁芯的线圈，是一带铁芯的线圈，是一带铁芯的线圈，是一带铁芯的线圈，R R为

18、电阻。两为电阻。两为电阻。两为电阻。两条支路的直流电阻相等。那么在接通和断开电键的瞬条支路的直流电阻相等。那么在接通和断开电键的瞬条支路的直流电阻相等。那么在接通和断开电键的瞬条支路的直流电阻相等。那么在接通和断开电键的瞬间，两电流表的读数间，两电流表的读数间，两电流表的读数间，两电流表的读数I I1 1、I I2 2的大小关系是（的大小关系是（的大小关系是（的大小关系是（）A A、接通时、接通时、接通时、接通时I I1 1 I I2 2；B B、接通时、接通时、接通时、接通时I I2 2 I I2 2，断开时，断开时，断开时，断开时I I1 1 I I2 2；DD、接通时、接通时、接通时、接

19、通时I I1 1=I I2 2，断开时，断开时，断开时，断开时I I1 1 I I2 2。R2LR1SA1A2B第28页/共30页5、如图、如图AB是相同的小灯泡，是相同的小灯泡，L是带铁芯的线圈，电阻是带铁芯的线圈，电阻不记，调节不记，调节R，电路稳定时，两灯泡都正常发光，则在，电路稳定时，两灯泡都正常发光，则在开关合上和断开时开关合上和断开时（）A、两灯同时亮，同时灭、两灯同时亮，同时灭B、合上、合上S，B比比A先达到正常发光状态先达到正常发光状态C、断开、断开S，AB两灯都不会立即两灯都不会立即灭，通过灭，通过AB两灯的电流方向都两灯的电流方向都与原电流方向相同与原电流方向相同D、断开、断开S时，时，A灯会突然闪亮灯会突然闪亮一下后，再熄灭一下后，再熄灭B第29页/共30页