《自感和互感》精品课件

1、第六节：互感和自感第六节：互感和自感 在法拉第的实验中两个线圈并没有用导线连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？中为什么会产生感应电动势呢？变化的电流 变化的磁场 感应电动势互感现象：把能量从一个线圈传递到另外一个线圈把能量从一个线圈传递到另外一个线圈收音机的接收信号：收音机的接收信号：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，。

2、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。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, ,且且可发生于任何两个相互靠近的电路之间可发生于任何两个相互靠近的电路之间。在电力工程和。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

3、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。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、然后断开开关然后断开开关S。1、先合上开关先合上开关S，调节变阻器，调节变阻器R的电阻，使同样规格的的电阻，使同样规格的两个灯泡两个灯泡A1和和A2的明亮程度相同。的明亮程度相同。 L A1R A2 S R1观察：观察：重新接通电路时，两重新接通电路时，两个灯泡亮度变化情况个灯泡亮度变化情况现象现象：灯泡：灯泡A A2 2立刻正常发立刻正常发光光，跟线圈，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

4、，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，灯泡电流只能逐渐增大，灯泡A1只能逐只能逐渐亮起来渐亮起来问题：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？反馈训练1、实验一中，当电键闭合后，实验一中，当电键闭合后，通过灯泡通过灯泡A2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；图；通过灯泡通过灯泡A1的

5、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实验实验二：二：1、把灯泡、把灯泡A和带和带铁芯铁芯 的线圈的线圈L并联在直流电路中。并联在直流电路中。2、接通电路，待灯泡正常发光，断开电路。、接通电路，待灯泡正常发光，断开电路。ALS观察：观察：当电路断开时，当电路断开时，灯泡灯泡A的亮度变化情况的亮度变化情况现象：现象：S断开时断开时，A 灯突灯突然然闪亮闪亮一下一下才熄灭才熄灭解释：在电路断开的瞬间，通过解释：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，因而在的磁通

6、量也就很快减少，因而在线圈中产生感应电动势。虽然这线圈中产生感应电动势。虽然这时电源已经断开，但线圈时电源已经断开，但线圈L和灯和灯泡泡A组成了闭合电路，在这个电组成了闭合电路，在这个电路中有感应电流通过，所以灯泡路中有感应电流通过，所以灯泡不会立即熄灭。不会立即熄灭。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：

7、 “ “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，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

8、，实验表明，线圈越大，越粗，匝数越多，自感线圈越大，越粗，匝数越多，自感系数越大系数越大。另外，带有铁芯的线圈的自感系数比。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。3 3、自感物理意义：描述线圈产生自感电动势的能力、自感物理意义：描述线圈产生自感电动势的能力甲：在铁芯上饶几千匝线圈，电感有几个亨利乙：空心线圈，电感有几十毫亨丙：一条导线弯几匝，电感有几个微亨什么情况下灯泡会闪亮一下再熄灭？什么情况下灯泡会闪亮一下再熄灭？原因：原因：在自感系数很大的情况下，灯泡会会闪亮在自感系数很大的情况下，灯泡会会闪亮一下，然后熄灭或正常发光。一下，然后熄灭或正常发光。当自感系数很

9、大时，在开关断开和闭合当自感系数很大时，在开关断开和闭合的瞬间，自感线圈会产生瞬时的很高的的瞬间，自感线圈会产生瞬时的很高的自感电动势，该电动势会补充自感电动势，该电动势会补充A灯的电灯的电流，从而使流，从而使A灯中电流突然变大，所以灯中电流突然变大，所以要闪亮一下。要闪亮一下。自感系数很大有时会产生危害：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

10、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。小结小结1 1、 当一个线圈中电流变化，在另一个线圈中产生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，称为感应电动势的现象，称为互感互感。互感现象产生的。互感现象产生的感应电动势，称为感应电动势，称为互感电动势。互感电动势。2、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。3 3、自感现象中产生的电动势叫、自感现象中产生

11、的电动势叫自感电动势自感电动势。（1 1）自感电动势的作用：阻碍导体中原来的电流变）自感电动势的作用：阻碍导体中原来的电流变化。化。（2 2）自感电动势大小：）自感电动势大小：4 4、自感系数、自感系数L L：与线圈的大小、形状、圈数及有无：与线圈的大小、形状、圈数及有无铁心有关铁心有关5 5、磁场具有能量、磁场具有能量IELt 课堂训练课堂训练1、演示自感的实验电路图如右图所示，、演示自感的实验电路图如右图所示，L是电感线圈，是电感线圈，A1、A2是规格相同的是规格相同的灯泡，灯泡，R的阻值与的阻值与L的直流电阻值相同。的直流电阻值相同。当开关由断开到合上时，观察到的自当开关由断开到合上时，

12、观察到的自感现象是感现象是 比比 先亮，最后达到先亮，最后达到同样亮。同样亮。 A2 A1 L A1R A2 S R12、上图中，电阻、上图中，电阻R的电阻值和电感的电阻值和电感L的自感系数都很的自感系数都很大，但大，但L的直流电阻值很小，的直流电阻值很小，A1、A2是两个规格相同是两个规格相同的灯泡。则当电键的灯泡。则当电键S闭合瞬间，闭合瞬间， 比比 先亮，最后先亮，最后 比比 亮亮 。 A1A2A2A1 课堂训练课堂训练3、如图所示的电路中，、如图所示的电路中，D1和和D2是是两个相同的小灯泡，两个相同的小灯泡，L是一个自感是一个自感系数相当大的线圈，其阻值与系数相当大的线圈，其阻值与R相相同。在电键接通和断开时，灯泡同。在电键接通和断开时，灯泡D1和和D2亮暗的顺序是亮暗的顺序是A. 接通时接通时D1先达最亮，断开时先达最亮，断开时D1后灭后灭B. 接通时接通时D2先达最亮，断开时先达最亮，断开时D2后灭后灭C. 接通时接通时D1先达最亮，断开时先达最亮，断开时D2后灭后灭D. 接通时接通时D2先达最亮，断开时先达最亮，断开时D1后