互感和自感及涡流

关于互感和自感及涡流互感现象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、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。第2页,共18页，2024年2月25日，星期天第3页,共18页，2024年2月25日，星期天自感1、自感现象•由于导体回路本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象，叫自感现象。•在自感现象中产生的电动势，叫自感电动势•自感电动势总是阻碍引起它的电流的变化。▲自感电动势的方向当I原增加时,I感方向和I原反向；当I原减小时,I感方向和I原同向；第4页,共18页，2024年2月25日，星期天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（mH）微亨（μH）

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。不同的线圈，即使电流变化快慢相同，自感电动势也不相同。电学中用自感系数L来表示这种属性。第5页,共18页，2024年2月25日，星期天自感现象是电磁感应的特例．一般的电磁感应现象中变化的原磁场是外界提供的，而自感现象中是靠流过线圈自身变化的电流提供一个变化的磁场．它们同属电磁感应，所以自感现象遵循所有的电磁感应规律．自感电动势仅仅是减缓了原电流的变化，不会阻止原电流的变化或逆转原电流的变化．原电流最终还是要增加到稳定值或减小到零。第6页,共18页，2024年2月25日，星期天分析1.通电瞬间各图中灯泡和线圈中的电流(大小和方向)分析2.通电后稳定时各图中灯泡和线圈中的电流情况分析3.断电瞬间各图中灯泡和线圈中的电流情况分析4.各种情况下电路中某两点电势高低的判断线圈的电阻为R,灯A1与A2完全相同第7页,共18页，2024年2月25日，星期天例1：如图所示的电路中，A、B是两个完全相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈，其阻值与R相同，当开关S闭合时，下面能发生的情况是A．B比A先亮，然后AB亮度相同B．A比B先亮，然后B熄灭C．A、B一起亮D．A、B一起亮，然后B熄灭思考：1、若开关打开呢2、若L为纯电感线圈，则电键闭合后会发生什么现象？第8页,共18页，2024年2月25日，星期天自感问题的分析方法：1、抓住电路的初末状态。（电路稳定时，线圈相当于电阻，“纯电感线圈”则相当于导线）2、抓住线圈的“阻碍电流变化”作用。没有线圈时是瞬间变大或变小，有线圈只能缓慢变大或变小。但不能阻止变化。3、若电流由0变大，开始瞬间可把线圈当断路4、若电流由大变小，可将线圈当电源第9页,共18页，2024年2月25日，星期天例：如图电路(a)、(b)中，电阻R和自感线圈L的电阻值都是很小．接通S，使电路达到稳定，灯泡A发光A．在电路(a)中，断开S，A将渐渐变暗B．在电路(a)中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗C．在电路(b)中，断开S，A将渐渐变暗D．在电路(b)中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗第10页,共18页，2024年2月25日，星期天

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LAA第11页,共18页，2024年2月25日，星期天2、自感的应用和阻止（1）、自感防止1、在制作精密电阻时可采用双线绕法，可消除自感现象。i思考：双线绕法消除自感现象的原因是自感电动势相互抵消还是根本没有产生自感电动势？第12页,共18页，2024年2月25日，星期天磁场的能量

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。第13页,共18页，2024年2月25日，星期天涡流1.当线圈中的电流随时间变化时,这个线圈附近的任何导体中都会产生感应电流-----涡流.2.金属块中的涡流也要产生热量.3.应用(1)利用a.真空冶炼炉第14页,共18页，2024年2月25日，星期天b.探雷器c.安检门(2)减少

线圈中流过变化的电流,在铁芯中产生的涡流使铁芯发热,浪费了能量,还可能损坏电器。减少涡流的途径:a.增大铁芯材料的电阻率,常用的材料是硅钢。b.用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯。第15页,共18页，2024年2月25日，星期天电磁阻尼V1.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-----电磁阻尼2.讨论:(1)为什么用铝框做线圈骨架？(2)微安表的表头在运输时为何应该把两个接线柱连在一起？第16页,共18页，2024年2月25日，星期天电磁驱动1、如磁场相对于导体转动,在导体中会产生感应电流,感应电流使导体受