46互感和自感：上课课件

1、4.6 互感和自感,授课人：廖卓荣,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，在另一个线圈中为什么会产生感应电动势呢,一、互感现象,1、 当一个线圈中电流变化，在另一个线圈中产生感应电动势的现象，称为互感。互感现象中产生的感应电动势，称为互感电动势。 2、应用：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。变压器就是利用互感现象制成的,3、危害：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,A1、A2是

2、规格完全一样的灯泡。闭合电键S，调节变阻器R，使A1、A2亮度相同，再调节R1，使两灯正常发光，然后断开开关S。重新闭合S，观察到什么现象,灯泡A2立刻正常发光，跟线圈L串联的灯泡A1逐渐亮起来,电路接通时，电流由零开始增加，穿过线圈L的磁通量逐渐增加，L中产生的感应电动势的方向与原来的电流方向相反，阻碍L中电流增加，即推迟了电流达到正常值的时间,现象,分析,自感.swf,二、自感现象,1、由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象，叫自感现象。 2、自感现象中产生的电动势叫自感电动势。 3、自感电动势的作用：阻碍导体中原来的电流变化。 注意： “阻碍”不是“阻止”，电流原来怎么变化还是怎

3、么变，只是变化变慢了，即对电流的变化起延迟作用,4、产生原因,流过线圈的电流发生变化，导致穿过线圈的磁通量发生变化,接通电路，待灯泡A正常发光。然后断开电路，观察到什么现象,S断开时，A 灯突然闪亮一下才熄灭， 或者慢慢熄灭,现象,断电自感现象（逐渐变暗）.swf,断电自感现象（先变亮后变暗）.swf,解释：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，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L和灯泡A组成了闭合电路，在这个电路中有感应电流通过，所以灯泡不会立即熄灭,例1、 如图示电路，合上S时，发现电流表A1向右偏，则当断开S的瞬间，电流表A1 、

4、 A2指针的偏转情况是： （ ） A. A1向左，A2向右 B. A1向右，A2向左 C. A1 、A2都向右 D. A1 、A2都向左,解：合上S后稳定时，R2和L中电流方向向右,断开S的瞬间， L中电流不能突变，仍然向右,通过闭合回路中的电流为逆时针方向， A1中电流方向与原来相反,所以 A1向左，A2向右,A,三、自感系数,1、自感电动势的大小：与电流的变化率成正比,2、自感系数 L简称自感或电感,1）决定线圈自感系数的因素,2）自感系数的单位：亨利，简称亨，符号是 H。 常用单位：毫亨（m H） 微亨（H,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

5、比没有铁芯时大得多,四、自感现象应用,自感现象也有不利的一面，在自感系数很大而电流有很强的电路(如大型电动机的定子绕组)中，在切断电路的瞬间，由于电流强度在很短的时间内发生很大的变化，会产生很高的自感电动势，使开关的闸刀和固定夹片之间的空气电离而变成导体，形成电弧。这会烧坏开关，甚至危害到人员安全。因此，切断这段电路时必须采用特制的安全开关,自感现象在各种电器设备和无线电技术中有广泛的应用,日光灯的镇流器就是利用镇流器线圈的自感现象,五、磁场的能量,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

6、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能,小结,1、 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，称为互感。互感现象产生的感应电动势，称为互感电动势。 2、由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象，叫自感现象。 3、自感现象中产生的电动势叫自感电动势。 （1）自感电动势的作用：阻碍导体中原来的电流变化。 （2）自感电动势大小： 4、自感系数L：与线圈的大小、形状、圈数及有无铁心有关 5、磁场具有能量,课堂训练 1、演示自感的实验电路图如右图所示，L是电感线圈，A1、A2是规格相同的灯泡，R的阻值与L的直流电阻值相同。当开关由断开到合上时，观察到的自感现象是 比 先亮, 最后达到同样亮,A2 A1,A1,课堂训练 2、如图所示，L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有( ) A . 灯A立即熄灭 B . 灯A慢慢熄灭 C . 灯A突然闪亮一下再慢慢熄灭 D . 灯A突然闪亮一下再突然熄灭,L A,A,课堂训练 4、如图所示的电路中，D1和D2是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈，其阻值与R相同。在电键接通