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4.6互感和自感


第6节 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?

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.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.

问题:K接通瞬间,线圈L本身中会不 会产生感应电动势?

L

K

演示1

通电 瞬间

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.

分析: 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。

演示2

断电 瞬间

现象: S断开时,A 灯突然闪亮一下

才熄灭。 思考与讨论:P23

慢一些 不一致 线圈插铁芯

沿已有的闭合回路流动

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
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.

增 反 减 同

三、自感系数
1.自感电动势的大小: 与电流的变化率成正比.

?I E?L ?t

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: 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μH

阅读教材P24,回答问题: 1、线圈能够体现电的“惯性”,应该 怎样理解?
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

2、电的“惯性”大小与什么有关?
电的“惯性”大小决定于线圈的自 感系数.

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。

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。

小结
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。互感现象产生的 感应电动势,称为互感电动势。 2、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。 3、自感现象中产生的电动势叫自感电动势。 (1)自感电动势的作用:阻碍导体中原来的电流变 化。 ?I (2)自感电动势大小: E ? L ?t 4、自感系数L:与线圈的大小、形状、圈数及有无 铁心有关 5、磁场具有能量

课堂练习:

1、关于自感现象,正确的说法是:( D ) 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。

课堂训练
2、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

L

A

A

练习:
3.如图所示的电路中,L为电阻很小的线圈,G1 和G2 为零点在表 盘中央的相同的电流表,当开关S闭合时,电流表G1指针偏向右方, 那么当开关S断开时,将出现的现象是( D ) A.G1和G2指针都立刻回到零点

B.G1指针立刻回到零点,而G2指针缓慢地回到零点
C.G1指针立刻回到零点,而G2指针先 立即偏向左方,然后缓慢地回到零点 G2 G1

D.G1指针先立即偏向左方,然后缓慢
地回到零点,而G2指针缓慢地回到零点

4、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 ( B ) 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

课堂练习
5 如图示a、b的电路中,电阻R和自感线圈L的电 阻值都很小,且小于灯A的电阻,接通S,使电路达 AD 到稳定,灯泡A发光,则( ) A.在电路a中,断开S后,A将逐渐变暗 B.在电路a中,断开S后,A将先变得更亮,然后渐暗 C.在电路b中,断开S后,A将逐渐变暗 D.在电路b中,断开S后,A将先变得更亮,然后渐暗


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