zzy互感和自感+涡流、电磁电磁阻尼和驱动

互感和自感现象法拉第和他的实验线圈

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时，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.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.3、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。收音机里的磁性天线.如：变压器L

问题：K接通瞬间，线圈L本身中会不会产生感应电动势？K分析：线圈中电流IL变化线圈中磁场B变化穿过线圈的磁通量变化线圈中有感应电动势产生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。自感现象中产生的电动势叫自感电动势.自感现象和自感电动势通电瞬间演示1观察开关闭合瞬间两个灯泡的发光情况

亮度？先后？演示2断电瞬间观察开关断开瞬间灯泡的发光情况

立即熄灭，还是延迟熄灭？有没有可能“闪亮”一下？分析：当导体中原来的电流减小时，自感电动势阻碍其减小当导体中原来的电流增大时，自感电动势阻碍其增大自感电动势的作用：阻碍导体中原来电流的变化。讨论:小灯泡在熄灭之前是否要闪亮一下？LRK图3abAE注意：1.不能认为任何断电现象灯都会闪一下当IL>IA时,会闪一下,再逐渐熄灭当IL<IA或

IL=IA时,不会闪,逐渐熄灭2．断电实验中，线圈的电流方向不变，而灯电流方向与原来方向相反3.原来的IL和IA哪一个大，要由L的直流电阻RL与A的电阻RA的大小来决定。如果RL≥RA，则IL≤IA；如果RL<RA，则IL>IA。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。自感电动势的方向增反减同

导体电流增加时，阻碍电流增加，此时自感电动势方向与原电流方向相反；导体电流减小时，阻碍电流减小，此时自感电动势方向与原电流方向相同.b1)为了使灯泡闪亮效果更明显对线圈L应该有什么样的要求?讨论:2)为了使灯泡持续更长时间对线圈L应该有什么样的要求?三、自感系数4.自感电动势的大小：分析：①自感电动势的大小正比于穿过线圈的磁通量的变化率②磁通量的变化是由流过线圈的电流变化引起的与电流的变化率成正比自感电动势的大小与电流的变化快慢有关三.自感系数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mH

微亨μH3、物理意义：表征线圈产生自感电动势本领大小的物理量；在数值上等于通过线圈的电流在1s内改变1A时产生的自感电动势的大小

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。比例系数L称为自感系数，简称自感或电感线圈本身因素决定四、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。

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。“场”是有能量的

当线圈中电流变化时，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“突变”“电惯性”大小决定于线圈的自感系数.“电惯性”自感现象的应用和防止

1应用：在交流电路中、在各种用电设备和无线电技术中有着广泛的应用。如日光灯的镇流器等。

2防止：在切断自感系数很大、电流很强的电路的瞬间，产生很高的电动势，形成电弧，在这类电路中应采用特制的开关。

由于两根平行导线中的电流方向相反，它们的磁场可以互相抵消，从而可以使自感现象的影响减弱到可以忽略的程度。双线绕法消除自感现象电感器的应用24课堂练习：1、关于自感现象，正确的说法是：（）A、感应电流一定和原电流方向相反；B、线圈中产生的自感电动势较大的其自感系数一定较大；C、对于同一线圈，当电流变化越大时，线圈中产生的自感电动势也越大；D、自感电动势总是阻碍原来电流变化的。D2、如图AB是相同的小灯泡，L是带铁芯的线圈，电阻不记，调节R，电路稳定时，两灯泡都正常发光，则在开关合上和断开时（）A、两灯同时亮，同时灭B、合上S，B比A先达到正常发光状态C、断开S，AB两灯都不会立即灭，通过AB两灯的电流方向都与原电流方向相同D、断开S时，A灯会突然闪亮一下后，再熄灭B3、如图示电路，合上S时，发现电流表A1向左偏，则当断开S的瞬间，电流表A1、

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LR2R1SA1A2B3、同上题的电路中，L是一带铁芯的线圈，R为电阻。两条支路的直流电阻相等。那么在接通和断开电键的瞬间，两电流表的读数I1、I2的大小关系是（）

A、接通时I1<I2，断开时I1>I2；

B、接通时I2<I1，断开时I1=I2；

C、接通时I1>I2，断开时I1<I2；

D、接通时I1=I2，断开时I1<I2。R2LR1SA1A2B通、断电自感的理解

图4-6-2图4-6-5图4-6-7图4-6-8§4.7涡流、电磁阻尼和电磁驱动通入线圈的电流变化有感应电流线圈中的磁场发生变化在周围空间激发感生电场导体电流热效应发热一、涡流(eddycurrent)1、定义：块状金属在变化的磁场中或在磁场中运动时,金属块内产生涡旋状感应电流，叫涡电流，简称涡流。2、如图所示，绝缘导线绕在金属块上，当通以交变电流时，磁通量不断变化，将产生涡流，由于金属块电阻小产生涡流很强，使铁芯发热浪费电能。二、涡流的利用1、如图所示的高频感应炉，利用涡流的热效应来熔化金属。交流电的频率越高，金属熔炉中的感应电动势就越大，金属材料的电阻率越小，产生的涡流热效应就越强。2、高频感应炉优点：

速度快，温度易控制，整个过程在真空中进行，能避免有害杂质混入被冶炼的金属中，适于冶炼特种合金和特种钢。高频焊接机原理：线圈中通以高频电流，内部焊接工件由于电磁感应产生感应电流，频率越高，产生的感应电流越大。由于焊接缝处接触电阻很大，放出的热量很多，致使温度升高将金属熔化，焊接在一起。应用于焊接自行车车架。二、涡流的利用二、涡流的利用

生活中的电磁炉，也是利用电磁感应中的涡流的热效应来烧菜做饭的。二、涡流的利用线圈

探雷器的长柄线圈中，通有变化的电流，在其周围就产生变化的磁场，埋在地下的金属物品，由于电磁感应而形成涡流，涡流的磁场反过来又作用于线圈，使仪器报警。二、涡流的利用

机场、车站及重要场所的安检门及工作人员手上的探测器，也是利用与探雷器类似的电磁感应原理使仪器报警，来探测进出人员身上携带的金属物品。三、涡流的防止

变压器和电动机的铁芯不采用整块金属，而是由许多相互绝缘的电阻率很大的薄硅钢片叠合而成，目的就是为了减弱铁芯中由于电磁感应而产生的涡流的热效应，从而减少电能的损耗，同时避免破坏绝缘层，对电器起到了保护的作用。如图所示，一条形磁铁用细线悬挂在天花板上，细线从一水平金属圆环中穿过．现将环从位置Ⅰ释放，环经过磁铁到达位置Ⅱ.设环经过磁铁上端和下端附近时其加速度大小分别为a1和a2，重力加速度大小为g，则(

)．A．a1>g，a2>gB．a1<g，a2<gC．a1>g，a2<gD．a1<g，a2>g阻碍相对运动“来拒去留”四、电磁阻尼(eletromagneticdamping)1、电磁阻尼现象：当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力的方向总是阻碍导体的运动，这种现象称为电磁阻尼。思考与讨论

用手晃动微安表的表壳，发现指针来回振动后，会因超出刻度所标的偏转范围而卡住，而在车辆长途运输微安表时，都要用导线把微安表两个接线柱连在一起，这又是为什么？

微安表是一种高灵敏度，高精度电流表，表内的指针因振动会产生摇摆，剧裂摇摆会使微安表造成指针打偏、降低灵敏度、或失灵等。故在运输中，用导线短路两接线柱，使内部表头线圈闭合产生磁阻，大大降低因外界的摇摆、振动对表头的影响。思考与讨论为什么磁电式电表的线圈要用铝框做骨架呢？绕有线圈的铝框

电学测量仪器要求指针的摆动很快停下来，也是利用了铝框中产生的涡流，从而通过磁场对这个涡流的作用力阻碍它们的摆动，使指针能很快地指到示数的位置上。如图所示，蹄形磁铁的两极间，放置一个线圈abcd，磁铁和线圈都可以绕OO′轴转动，磁铁如图示方向转动时，线圈的运动情况是(

)．A．俯视，线圈顺时针转动，转动与磁铁相同B．俯视，线圈逆时针转动，转速与磁铁相同C．线圈与磁铁转动方向相同，但转速小于磁铁转速D．线圈静止不动阻碍相对运动“来拒去留”五、电磁驱动2、应用：交流感应电动机，家用电度表，车内的速度计等。1、电磁驱动：磁场相对于导体转动，在导体中产生感应电流，感应电流使导体受到安培力，安培力使导体跟着磁场转动，这种现象称为电磁驱动。1、下列哪些措施是为了防止涡流的危害（）A、电磁炉所用的锅要用平厚底金属锅B、磁电式电表的线圈常常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上C、变