《自感和互感》ppt课件

1、第六节：互感和自感第六节：互感和自感第四章第四章 电磁感应电磁感应 在法拉第的实验中两个线圈并没有用导线衔在法拉第的实验中两个线圈并没有用导线衔接，当接，当A线圈电路中的开关断开的瞬间，线圈线圈电路中的开关断开的瞬间，线圈B中的感应电流沿什么方向中的感应电流沿什么方向? 那么为什么会产生感那么为什么会产生感应电动势呢？应电动势呢？感感I感感“增反减同增反减同一、互感景象一、互感景象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景象，称为互感。互感景象中产生的感应电动势，动势的景象，称为互感。互感景象中产生的感应电动势，称为互感电动势

2、。称为互感电动势。2 2、利用互感景象可以把能量从一个线圈传送到另一个线、利用互感景象可以把能量从一个线圈传送到另一个线圈，因此在电工技术和电子技术中有广泛运用。变压器圈，因此在电工技术和电子技术中有广泛运用。变压器就是利用互感景象制成的。就是利用互感景象制成的。3 3、互感景象不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间、互感景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接近的电路之间。在电力工程和且可发生于任何两个相互接近的电路之间。在电力工程和电子电路中，互感景象有时会影响电路的正常任务，这时电子电路中，互感景象有时会影响电路的正常任务，这时要设法减小电路间的互感。要设

3、法减小电路间的互感。实验一：通电自感实验一：通电自感先合上开关先合上开关S，调理变阻器，调理变阻器R的电阻，使同样规格的两的电阻，使同样规格的两个灯泡个灯泡A1和和A2的亮堂程度的亮堂程度一样。再调理变阻器一样。再调理变阻器R1使使两个灯泡都正常发光，然后两个灯泡都正常发光，然后断开开关断开开关S。 L A1R A2 S R1二、自感景象二、自感景象察看：重新接通电路时，两个灯泡亮度变化情况。察看：重新接通电路时，两个灯泡亮度变化情况。灯泡灯泡A2A2立刻正常发光，跟线圈立刻正常发光，跟线圈L L串联的灯泡串联的灯泡A1A1逐逐渐亮起来，最后两灯泡一样亮。渐亮起来，最后两灯泡一样亮。景象：景象

4、：试分析：与线圈相连的灯泡为什么要过一会才试分析：与线圈相连的灯泡为什么要过一会才亮？亮？解释：在接通电路的瞬间，解释：在接通电路的瞬间，电路中的电流增大，穿过电路中的电流增大，穿过线圈线圈L的磁通量也随着增大，的磁通量也随着增大，因此线圈中必然会产生感因此线圈中必然会产生感应电动势，这个感应电动应电动势，这个感应电动势妨碍线圈中电流的增大，势妨碍线圈中电流的增大，所以经过所以经过A1的电流只能逐的电流只能逐渐增大，灯泡渐增大，灯泡A1只能逐渐只能逐渐亮起来。亮起来。 L A1R A2 S R1反响训练1、实验一中，当电键闭合后，经过灯泡A1的电流随时间变化的图像为 图；经过灯泡A2的电流随时

5、间变化的图像为 图。ItItItIt A B C DCA L A1R A2 S R1实验二：断电自感实验二：断电自感把氖管和带铁芯的线圈把氖管和带铁芯的线圈L并联在并联在直流电路中，接通电路。直流电路中，接通电路。ALS猜测：当电路断开时，氖管猜测：当电路断开时，氖管会产生什么景象？为什么？会产生什么景象？为什么？景象：景象：S断开时，氖管会闪亮一下，后逐渐熄灭。断开时，氖管会闪亮一下，后逐渐熄灭。解释：在电路断开的瞬间，经过线圈的电流忽然减解释：在电路断开的瞬间，经过线圈的电流忽然减弱，穿过线圈的磁通量也就很快减少，因此在线圈弱，穿过线圈的磁通量也就很快减少，因此在线圈中产生感应电动势。虽然

6、这时电源曾经断开，但线中产生感应电动势。虽然这时电源曾经断开，但线圈圈L和氖管组成了闭合电路，在这个电路中有感应和氖管组成了闭合电路，在这个电路中有感应电流经过，所以氖管会闪亮一下。电流经过，所以氖管会闪亮一下。1、电源断开时，经过、电源断开时，经过L的电流会的电流会减小，这时会出现感应电动势。减小，这时会出现感应电动势。感应电动势的作用是使感应电动势的作用是使L中的电中的电流减小得更快些还是更慢些？流减小得更快些还是更慢些？2、产生感应电动势的线圈可以看做是一个电源，它能、产生感应电动势的线圈可以看做是一个电源，它能向外供电。由于开关已断开，线圈提供的感应电流将向外供电。由于开关已断开，线圈

7、提供的感应电流将沿着什么途径流动？沿着什么途径流动？3、开关断开后经过灯泡的感应电流与原来经过它的电、开关断开后经过灯泡的感应电流与原来经过它的电流方向能否一致？流方向能否一致？思索与讨论：思索与讨论：例、在如下图的电路中，当开关例、在如下图的电路中，当开关S断开瞬间，断开瞬间，假设假设RARL，有，有IAIL，断开开关瞬间，断开开关瞬间，L的感应电流和原的感应电流和原来的电流一样，那么经过灯泡的电流会瞬时增大，灯泡会闪亮来的电流一样，那么经过灯泡的电流会瞬时增大，灯泡会闪亮一下。一下。假设假设RARL,有有IAIL，断开开关瞬间，断开开关瞬间， L的感应电流和原来的感应电流和原来的电流一样，

8、那么经过灯泡的电流减小，灯泡不会更亮一下。的电流一样，那么经过灯泡的电流减小，灯泡不会更亮一下。1假设假设RARL，灯，灯泡的明暗情况如何变化？泡的明暗情况如何变化？2假设假设RA RL，灯泡的明暗情况如何变化？，灯泡的明暗情况如何变化？结论：在电流减小的瞬间，自感电流一定等于原结论：在电流减小的瞬间，自感电流一定等于原来的电流，以后在此根底上逐渐减小。来的电流，以后在此根底上逐渐减小。反响训练2、在实验二中，假设线圈L的电阻RL与灯泡A的电阻RA相等，那么电键 断开前后经过线圈的电流随时间的变化图像为 图，经过灯泡的电流随时间的变化图像为 图；假设假设RL远小于远小于RA，那么电键，那么电键

9、 断开前后经过线圈的电断开前后经过线圈的电流随时间的变化图像为流随时间的变化图像为 图，经过灯泡的电流图像为图，经过灯泡的电流图像为 图。图。It A B C DItItItACBDALS二、自感景象二、自感景象1、由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应景象，叫自感景象。2、自感景象中产生的电动势叫自感电动势。 自感电动势的作用：妨碍导体中原来的电流变化。 留意： “妨碍不是“阻止，电流原来怎样变化还是怎样变，只是变化变慢了，即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

10、 L简称自感或电感简称自感或电感1 1决议线圈自感系数的要素：决议线圈自感系数的要素： 2 2自感系数的单位：亨利，简称亨，符号是自感系数的单位：亨利，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HH IELt 实验阐明，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。3 3、自感物理意义：描画线圈产生自感电动势的才干、自感物理意义：描画线圈产生自感电动势的才干自感系数很大有时会产生危害： 如下图的电路，如下图的电路，L1L1和和L2L2是两个一样的小是两个一样的小电珠，电珠，L L是一个自感系数相当大的线圈，其是一个自

11、感系数相当大的线圈，其电阻与电阻与R R一样，由于存在自感景象，在电键一样，由于存在自感景象，在电键S S接通时，接通时，_灯先特别亮；灯先特别亮；S S断开时，断开时，_灯先熄灭。灯先熄灭。 如图示如图示a a、b b的电路中，电阻的电路中，电阻R R和自感线圈和自感线圈L L的电阻的电阻值都很小，且小于灯值都很小，且小于灯A A的电阻，接通的电阻，接通S S，使电路到达，使电路到达稳定，灯泡稳定，灯泡A A发光，那么发光，那么 A.A.在电路在电路a a中，断开中，断开S S后，后，A A将逐渐变暗将逐渐变暗B.B.在电路在电路a a中，断开中，断开S S后，后，A A将先变得更亮，然后渐

12、暗将先变得更亮，然后渐暗C.C.在电路在电路b b中，断开中，断开S S后，后，A A将逐渐变暗将逐渐变暗D.D.在电路在电路b b中，断开中，断开S S后，后，A A将先变得更亮，然后渐暗将先变得更亮，然后渐暗四、磁场的能量四、磁场的能量 问题：在断电自感的实验中，为什么开关断开后，灯泡的发光会继续一段时间？甚至会比原来更亮？试从能量的角度加以讨论。 开封锁合时线圈中有电流，电流产生磁开封锁合时线圈中有电流，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。 阅读教材最后一

13、段P24，回答以下问题：1、线圈可以表达电的“惯性，应该怎样了解？2、电的“惯性大小与什么有关？ 当线圈通电瞬间和断电瞬间，自感电动势都当线圈通电瞬间和断电瞬间，自感电动势都要妨碍线圈中电流的变化，使线圈中的电流不能要妨碍线圈中电流的变化，使线圈中的电流不能立刻增大到最大值或不能立刻减小为零立刻增大到最大值或不能立刻减小为零 电的电的“惯性大小决议于线圈的自感系数惯性大小决议于线圈的自感系数 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景象，称为互感。互感景象产生的感应电动势的景象，称为互感。互感景象产生的感应电动势，称为互感电

14、动势。感应电动势，称为互感电动势。2 2、由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应、由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应景象，叫自感景象。景象，叫自感景象。3 3、自感景象中产生的电动势叫自感电动势。、自感景象中产生的电动势叫自感电动势。1 1自感电动势的作用：妨碍导体中原来的电流变自感电动势的作用：妨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、外形、圈数及有无：与线圈的大小、外形、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、演示自感的实验电路图如右图

15、所示，图如右图所示，L是电是电感线圈，感线圈，A1、A2是规格是规格一样的灯泡，一样的灯泡，R的阻值的阻值与与L的直流电阻值一样。的直流电阻值一样。当开关由断开到合上时，当开关由断开到合上时，察看到的自感景象是察看到的自感景象是 比比 先亮，最后到达先亮，最后到达同样亮。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是两个规格一是两个规格一样的灯泡。那么当电键样的灯泡。那么当电键S闭合瞬间，闭合瞬间， 比比 先亮，先亮，最后最后 比比 亮亮 。

16、 A1A2A2A1 课堂训练课堂训练3、如下图的电路中，、如下图的电路中，D1和和D2是两个一样的是两个一样的小灯泡，小灯泡，L是一个自感是一个自感系数相当大的线圈，其系数相当大的线圈，其阻值与阻值与R一样。在电键一样。在电键接通和断开时，灯泡接通和断开时，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后灭后灭D1 D2L RSA 课堂训练课堂训练

17、 4、如下图，、如下图，L为自感系为自感系数较大的线圈，电路稳数较大的线圈，电路稳定后小灯泡正常发光，定后小灯泡正常发光，当断开电键的瞬间会有当断开电键的瞬间会有A . 灯灯A立刻熄灭立刻熄灭 B . 灯灯A渐渐熄灭渐渐熄灭C . 灯灯A忽然闪亮一下再忽然闪亮一下再渐渐熄灭渐渐熄灭D . 灯灯A忽然闪亮一下再忽然闪亮一下再忽然熄灭忽然熄灭L AA第四章第四章 电磁感应电磁感应第七节第七节 电磁阻尼和电磁驱动电磁阻尼和电磁驱动一一. .电磁阻尼电磁阻尼1.1.当导体在磁场中运动时当导体在磁场中运动时, ,感应电流会使导体感应电流会使导体遭到安培力遭到安培力, ,安培力的方向总是妨碍导体的运安培力

18、的方向总是妨碍导体的运动动-电磁阻尼电磁阻尼2.2.讨论讨论: : (1) (1)为什么用铝框做线圈骨架？为什么用铝框做线圈骨架？V(2)、微安表的表头在运输时为何应该、微安表的表头在运输时为何应该 把两个接线柱连在一同？把两个接线柱连在一同？二二. .电磁驱动电磁驱动1 1、如磁场相对于导体转动、如磁场相对于导体转动, ,在导体中会产在导体中会产生感应电流生感应电流, ,感应电流使导体遭到安培力的感应电流使导体遭到安培力的作用作用, ,安培力使导体运动起来安培力使导体运动起来-电磁驱动。电磁驱动。 2 2、交流感应电动机就是利用电磁驱动的、交流感应电动机就是利用电磁驱动的 原理任务的。原理任务的。课堂小结：课堂小结：电磁阻尼的概念及运用。电磁阻尼的概念及运用。电磁驱动的概念及运用。电磁驱