4.6互感和自感课件.ppt

1、4.6互感和自感,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？,演示实验,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、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、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。,看图回答以下问题：,1.螺

2、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?,3.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,螺线管中是否产生电磁感应现象?,5.当电流变化时,螺线管中是否产生感应电动势?,思考与讨论,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。,注意：“阻碍”不是“阻止”，电流原来怎么变化还是怎么变，只是变化变慢了，即对电流的变化起延迟作用,自感电动势的作用：阻碍导体中原来的电流变化,演示实验1,A1、A2是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

3、,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:,反馈训练 1、 实验中，当电键闭合后，通过灯泡A1的电流随时间变化的图像为 图；通过灯泡A2的电流随时间变化的图像为 图。,A B C D,C,A,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.,现象:,演示实验2,反馈训练 2、在实验二中，若

4、线圈L的电阻RL与灯泡A的电阻RA相等，则电键 断开前后通过线圈的电流随时间的变化图像为 图，通过灯泡的电流随时间的变化图像为 图；,若RL远小于RA，则电键 断开前后通过线圈的电流随时间的变化图像为 图，通过灯泡的电流图像为 图。,A B C D,A,C,B,D,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比没有铁芯时大得多。,三、自感系数,日光灯结构：,3、

5、自感现象的应用日光灯,发出可见光,荧光粉受到紫外线照射,在高压下导电,发出紫外线,两端灯丝给气体加热并给气体加上高电压,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瞬时高压，正常发光时又需要一个低于220V的工作电压。,自感系数较大的线圈,如何产生瞬时高压?,镇流器结构和作用：,启动时提供瞬时高压 正常工作时降压限流,启动器组成和作用：,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）在断开时能产生瞬时高压，可谁来充当自动开关？,启动器,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,除

6、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，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。,四、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,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立即增大到最大值或不能立即减小为零,电的“惯性”大小决

7、定于线圈的自感系数,阅读教材最后一段P24，回答问题,1、线圈能够体现电的“惯性”，应该怎样理解？,2、电的“惯性”大小与什么有关？,思考与讨论,一、互感现象,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。,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。 应用：变压器 防止：电子线路中减小电路中的互感,2、 通电自感 产生的感应电动势阻碍自身电流的增大, 断电自感 产生的感应电动势阻碍自身电流的减小,三、自感系数,1、自感电动势的大小：,2、自感系数L：与线圈的大小、形状、圈数及有无铁芯有关,小结,3、应用与防止,四、磁场的能量,有关自感

8、现象,下列叙述中正确的是：（ ） A、有铁芯的多匝金属线圈中,通过的电流强度 不变时,无自感现象发生,线圈的自感系数为零 B、导体中所通电流发生变化时,产生的自感电 动势总是阻碍导体中原来电流的变化 C、线圈中所通电流越大,产生的自感电动势也越大 D、线圈中所通电流变化越大,产生的自感电动势也越大,课堂训练,B,如图所示的电路中，A1和A2是两个相同的小灯泡，线圈L的电阻可以忽略，下列说法正确的是( ),A.合上开关S接通电路时,A2先亮,A1后亮,最后一样亮 B.合上开关S接通电路时,A2和A1始终一样亮 C.断开开关S切断电路时,A2立刻熄灭,A1过一会儿才熄灭 D.断开开关S切断电路时,

9、A2和A1都要过一会儿才熄灭,AD,课堂训练,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,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( ),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,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-d D.有电流通过A灯,方向为b-A-a,AD,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,L,A,2I,I,S,I,i,t,to,0,I,i,t,to,0,-I,I,i,t,to,0,-I,-2I,I,i,t,to,0,2I,A,B,C,D,C,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