6 互感和自感.ppt

1、6 互感和自感,1知道什么是互感现象和自感现象。 2知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量，知道它的单位及其大小的决定因素。 3知道自感现象的利与弊及对它们的利用和防止。 4能够通过电磁感应部分知识分析通电、断电自感现象的原因及磁场的能量转化问题。,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？,产生感应电流的条件是什么？,引起回路磁通量变化的原因有哪些？,当闭合开关时电流表中有没有电流？,电能是哪里来的？,演示实验：,一、互感现象：,1. 在法拉第的实验中，两个线圈之间并没有导线相 连，但当一个线圈中的电流发生变化时，它所产生的

2、变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势。这种 现象叫做互感。这种感应电动势叫做互感电动势。, , ,问题情景： 如图断开和闭合开关瞬间，CD中会有感应电流吗？ 这是互感现象吗？,I,利用互感现象可把能量由一个线圈传到另一个线圈.,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，互感现象在电工技术和电子技术中有广泛的应用。,互感现象是一种常见的电磁感应现象，它不仅仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间，而且可以发生于任何两个相互靠近的电路之间：,在电力工程中和电子电路中，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中的互感.,1、由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现

3、象，叫自感现象。(“自我感应”),2、自感现象中产生的电动势叫自感电动势。,二、自感现象：,看图回答以下问题：,1.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?,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,演示1,实验一：通电自感 现象：在闭合开关瞬间， 灯A2立刻正常发光，A1却比 A2迟一段时间才正常发光。 原因：由于线圈自身的磁通量增加而产生了感应电动势，这个电动势总是阻碍磁通量的变化即阻碍线圈中电流的变化，故通过A1的电流不能立

4、即增大，A1的亮度只能慢慢增加，最终与A2相同。,结论1:自感电动势的作用“ 阻碍”原电流的增加，但最终没有“阻止”其增加,实验二，断电自感。 1、把灯泡A和带铁芯的线圈L并联在直流电路中。 2、接通电路，待灯泡正常发光，然后断开电路。,观察：当电路断开时，灯泡A的亮度变化情况。,现象：S断开时，A 灯突然闪亮一下才熄灭。,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。,结论2:自感电动势的作用“ 阻碍”原电流的减少，但最终没有“阻

5、止”其减少,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,三、自感系数.,（1）决定线圈自感系数的因素：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。,（2）自感系数的单位：亨利，简称亨，符号是 H。 常用单位：毫亨（mH） 微亨（H）,3、自感物理意义：描述线圈产生自感电动势的能力,自感系数很大有时会产生危害：,什么情况下灯泡会闪亮一下再熄灭？,原因：在自感系数很大的情况下，灯泡会闪亮一下，然后熄灭或正常发光。,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自感电动势，该电动势会补充A灯

6、和A2灯中的电流，从而使A灯和A2灯中的电流突然变大，所以要闪亮一下。,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。,例1.实验一中，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。,C,A,练习1.在实验二中，若线圈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

7、_图；,A,C,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，通过灯泡的电流随时间的变化图像为 _图。,A B C D,B,D,例2.如图所示，两个电阻均为R，电感线圈L的电阻及电池 内阻均可忽略不计，S原来断开，电路中电流 ， 现将S闭合，于是电路中产生了自感电动势，此自感电动 势的作用是（ ）,A.使电路的电流减小， 最后 减小为零 B.有阻碍电流增大的作用， 最后电流小于 C.有阻碍电流增大的作用，因而电流总保持不变 D.有阻碍电流增大的作用，但电流最后还是变为,D,练习2：如图所示，电路甲、乙中，电阻R和自感线圈L的 电阻值都很小，接通S，使电流达到稳定，灯泡D正常发 光。则（ ）,A在电路甲中，断开S，D将逐渐变暗 B在电路甲中，断开S，D将先变得更亮，然后渐渐变暗 C在电路乙中，断开S，D将渐渐变暗 D在电路乙中，断开S，D将变得更亮，然后渐渐变暗,AD,一、互感现象,1.当一个线圈中电流变化时，在另一个线圈中产生感 应电动势的现象，称为互感。 2.应用：变压器,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、 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