關(guān)于互感和磁場(chǎng)能量第一頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日復(fù)習(xí)感生電動(dòng)勢(shì)感生電場(chǎng)感生電動(dòng)勢(shì)計(jì)算自感自感計(jì)算第二頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日2、互感系數(shù)與互感電動(dòng)勢(shì)1)互感系數(shù)(M)

因兩個(gè)載流線圈中電流變化而在對(duì)方線圈中激起感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象稱為互感應(yīng)現(xiàn)象。1、互感現(xiàn)象

若兩回路幾何形狀、尺寸及相對(duì)位置不變，周圍無(wú)鐵磁性物質(zhì)。實(shí)驗(yàn)指出：二、互感現(xiàn)象第三頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日實(shí)驗(yàn)和理論都可以證明：2）互感電動(dòng)勢(shì)：互感系數(shù)和兩回路的幾何形狀、尺寸，它們的相對(duì)位置，以及周圍介質(zhì)的磁導(dǎo)率有關(guān)?；ジ邢禂?shù)的大小反映了兩個(gè)線圈磁場(chǎng)的相互影響程度。第四頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日3說明：(1)負(fù)號(hào)表明，在一個(gè)線圈中所引起的互感電動(dòng)勢(shì)要反抗另一線圈中電流的變化；(2)互感系數(shù)M是表征互感強(qiáng)弱的物理量，是兩個(gè)電路耦合程度的量度。問：下列幾種情況互感是否變化？

1）線框平行直導(dǎo)線移動(dòng)；2）線框垂直于直導(dǎo)線移動(dòng)；3）線框繞OC

軸轉(zhuǎn)動(dòng)；4）直導(dǎo)線中電流變化.OC第五頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日4、應(yīng)用互感器：通過互感線圈能夠使能量或信號(hào)由一個(gè)線圈方便地傳遞到另一個(gè)線圈。電工、無(wú)線電技術(shù)中使用的各種變壓器都是互感器件。常見的有電力變壓器、中周變壓器、輸入輸出變壓器、電壓互感器和電流互感器。電壓互感器電流互感器感應(yīng)圈5、互感的計(jì)算設(shè)的磁場(chǎng)分布穿過回路2的得第六頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日互感第七頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日（a）順接（b）逆接自感線圈的串聯(lián)第八頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日例1

有兩個(gè)直長(zhǎng)螺線管，它們繞在同一個(gè)圓柱面上。已知：0、N1

、N2、l、S

求：互感系數(shù)第九頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日稱K為耦合系數(shù)

耦合系數(shù)的大小反映了兩個(gè)回路磁場(chǎng)耦合松緊的程度。由于在一般情況下都有漏磁通，所以耦合系數(shù)小于一。

在此例中，線圈1的磁通全部通過線圈2，稱為無(wú)漏磁。在一般情況下第十頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日例2.如圖所示,在磁導(dǎo)率為的均勻無(wú)限大磁介質(zhì)中,一無(wú)限長(zhǎng)直載流導(dǎo)線與矩形線圈一邊相距為a,線圈共N匝,其尺寸見圖示,求它們的互感系數(shù).解:設(shè)直導(dǎo)線中通有自下而上的電流I,它通過矩形線圈的磁通鏈數(shù)為互感為Idr第十一頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日練習(xí)：矩形截面螺繞環(huán)尺寸如圖,密繞N匝線圈,其軸

線上置一無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線，當(dāng)螺繞環(huán)中通有電流

時(shí)，直導(dǎo)線中的感生電動(dòng)勢(shì)為多少？這是一個(gè)互感問題先求M

設(shè)直導(dǎo)線中通有電流I1x第十二頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日第十三頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日11-5磁場(chǎng)的能量引入：電容器充電，儲(chǔ)存電場(chǎng)能量電流激發(fā)磁場(chǎng)，也要供給能量，所以磁場(chǎng)具有能量。當(dāng)線圈中通有電流時(shí)，在其周圍建立了磁場(chǎng)，所儲(chǔ)存的磁能等于建立磁場(chǎng)過程中，電源反抗自感電動(dòng)勢(shì)所做的功。電場(chǎng)能量密度E+dq+_第十四頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日一、線圈貯存的能量——自感磁能對(duì)于如圖所示的電路電源供給的能量電源反抗自感電動(dòng)勢(shì)作的功(磁場(chǎng)的能量)焦耳熱自感線圈貯存的磁場(chǎng)第十五頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日二、磁場(chǎng)的能量以長(zhǎng)直螺線管為例：當(dāng)流有電流I時(shí)長(zhǎng)直螺線管的磁場(chǎng)能量:定義磁場(chǎng)的能量密度:磁場(chǎng)所儲(chǔ)存的總能量:積分遍及磁場(chǎng)存在的全空間。第十六頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日電容器儲(chǔ)能自感線圈儲(chǔ)能電場(chǎng)能量密度磁場(chǎng)能量密度能量法求能量法求電場(chǎng)能量磁場(chǎng)能量電場(chǎng)能量磁場(chǎng)能量

電場(chǎng)能量與磁場(chǎng)能量比較第十七頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日麥克斯韋（JamesClerkMaxwell1831——1879)19世紀(jì)偉大的英國(guó)物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家。經(jīng)典電磁理論的奠基人，氣體動(dòng)理論的創(chuàng)始人之一。他提出了有旋電場(chǎng)和位移電流概念，建立了經(jīng)典電磁理論，并預(yù)言了以光速傳播的電磁波的存在。他的《電磁學(xué)通論》與牛頓時(shí)代的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》并駕齊驅(qū)，它是人類探索電磁規(guī)律的一個(gè)里程碑。在氣體動(dòng)理論方面，他還提出氣體分子按速率分布的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。11-6電磁場(chǎng)的理論基礎(chǔ)第十八頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日1、電磁場(chǎng)的基本規(guī)律對(duì)靜電場(chǎng)對(duì)穩(wěn)恒磁場(chǎng)對(duì)變化的磁場(chǎng)一、位移電流第十九頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日靜電場(chǎng)和穩(wěn)恒磁場(chǎng)的基本規(guī)律靜電場(chǎng)穩(wěn)恒磁場(chǎng)變第二十頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日包含電阻、電感線圈的電路,電流是連續(xù)的.RLII電流的連續(xù)性問題:包含有電容的電流是否連續(xù)II++++++2、位移電流第二十一頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日在電流非穩(wěn)恒狀態(tài)下,安培環(huán)路定理是否正確?對(duì)

面對(duì)

面矛盾++++++電容器破壞了電路中傳導(dǎo)電流的連續(xù)性。第二十二頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日+++++++++II電容器上極板在充放電過程中，造成極板上電荷積累隨時(shí)間變化。電位移通量單位時(shí)間內(nèi)極板上電荷增加（或減少）等于通入（或流出）極板的電流第二十三頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日

若把最右端電通量的時(shí)間變化率看作為一種電流，那么電路就連續(xù)了。麥克斯韋把這種電流稱為位移電流。定義（位移電流密度）變化的電場(chǎng)象傳導(dǎo)電流一樣能產(chǎn)生磁場(chǎng)，從產(chǎn)生磁場(chǎng)的角度看，變化的電場(chǎng)可以等效為一種電流。第二十四頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日位移電流的方向位移電流與傳導(dǎo)電流方向相同如放電時(shí)反向同向第二十五頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日全電流通過某一截面的全電流是通過這一截面的傳導(dǎo)電流和位移電流的代數(shù)和.全電流定律二、全電流安培環(huán)路定理磁場(chǎng)強(qiáng)度H沿任意閉合回路的環(huán)流，等于通過此閉合回所圍面積的全電流，稱為全電流安培定律，簡(jiǎn)稱全電流定律。第二十六頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日位移電流和傳導(dǎo)電流的比較傳導(dǎo)電流位移電流電荷的定向移動(dòng)電場(chǎng)的變化通過電流產(chǎn)生焦耳熱真空中無(wú)熱效應(yīng)傳導(dǎo)電流和位移電流在激發(fā)磁場(chǎng)上是等效．第二十七頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日左旋右旋對(duì)稱美第二十八頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日三、麥克斯韋方程組麥克斯韋方程組(積分形式):各向同性介質(zhì)中，介質(zhì)方程第二十九頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日麥克斯韋方程組物理意義：1、通過任意閉合面的電位移通量等于該曲面所包圍的自由電荷的代數(shù)和。2、電場(chǎng)強(qiáng)度沿任意閉曲線的線積分等于以該曲線為邊界的任意曲面的磁通量對(duì)時(shí)間變化量的負(fù)值。3、通過任意閉合面的磁通量恒等于零。4、穩(wěn)恒磁場(chǎng)沿任意閉合曲線的線積分等于穿過以該曲線為邊界的曲面的全電流。第三十頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日麥克斯韋方程組(微分形式):第三十一頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日小結(jié)互感