1、互感和自感,第四章 電磁感應(yīng),第6節(jié),在法拉第的實(shí)驗(yàn)中兩個(gè)線圈并沒(méi)有用導(dǎo)線連接，當(dāng)一個(gè)線圈中的電流變化時(shí)，在另一個(gè)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流（說(shuō)明產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)）。,思考1：,在圖中接通，B線圈會(huì)不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)？為什么?,開(kāi)關(guān)S,一、互感現(xiàn)象,1、互感：當(dāng)一個(gè)線圈中電流變化，在另一個(gè)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象，稱(chēng)為互感?；ジ鞋F(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，稱(chēng)為互感電動(dòng)勢(shì)。 2、利用互感現(xiàn)象可以把能量從一個(gè)線圈傳遞到另一個(gè)線圈，因此在電工技術(shù)和電子技術(shù)中有廣泛應(yīng)用。變壓器就是利用互感現(xiàn)象制成的。,收音機(jī)里的磁性天線., , ,I,問(wèn)題情景： 如圖閉合開(kāi)關(guān)瞬間，CD中會(huì)有感應(yīng)電流嗎？這是互感嗎？,3、互感現(xiàn)

2、象不僅發(fā)生于繞在同一鐵芯上的兩個(gè)線圈之間,而且可以發(fā)生于任何兩個(gè)相互靠近的電路之間。在電力工程中和電子電路中，互感現(xiàn)象有時(shí)會(huì)影響電路的正常工作，要設(shè)法減小互感。,S接通瞬間，線圈L本身中會(huì)不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)？,思考2：,二、自感現(xiàn)象,1、自感：由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，叫自感現(xiàn)象。(“自我感應(yīng)”),2、自感電動(dòng)勢(shì)：自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫自感電動(dòng)勢(shì),用E表示。,3、自感電動(dòng)勢(shì)作用：阻礙原線圈中的電流變化。,導(dǎo)體電流增加時(shí)，阻礙電流增加，此時(shí)自感電動(dòng)勢(shì)方向與原電流方向相反；,增反減同,4.自感電動(dòng)勢(shì)的方向：,導(dǎo)體電流減小時(shí)，阻礙電流減小，此時(shí)自感電動(dòng)勢(shì)方向與原電流方向相同。

3、,現(xiàn)象：燈泡A2立刻正常發(fā)光, 燈泡A1逐漸亮起來(lái)。,分析:電路接通時(shí),電流由零開(kāi)始增加,穿過(guò)線圈L的磁通量逐漸增加,L中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向與原來(lái)的電流方向相反,阻礙L中電流增加,即推遲了電流達(dá)到正常值的時(shí)間。,演示實(shí)驗(yàn)1 ：A1、A2是規(guī)格完全一樣的燈泡.閉合電鍵S,調(diào)節(jié)變阻器R,使A1、A2亮度相同,再調(diào)節(jié)R1,使兩燈正常發(fā)光,然后斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S.重新閉合S,觀察到什么現(xiàn)象?,線圈中出現(xiàn)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)只是阻礙了原電流的的變化，而非阻止，所以雖延緩了電流變化的進(jìn)程，但最終電流仍然達(dá)到最大值，A1最終會(huì)正常發(fā)光。,說(shuō)明,電流分析：,i2,i1,當(dāng)電鍵閉合后，通過(guò)燈泡A1的電流隨時(shí)間變化的圖像為

4、_圖；通過(guò)燈泡A2的電流隨時(shí)間變化的圖像為_(kāi)圖。,C,A,.,分析：在電路斷開(kāi)的瞬間，通過(guò)線圈L的電流突然減弱，穿過(guò)線圈的磁通量也就很快減少，因而在線圈L中產(chǎn)生與原電流方向相同的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。雖然這時(shí)電源已經(jīng)斷開(kāi)，但線圈L和燈泡A組成了閉合電路，在這個(gè)電路中有感應(yīng)電流通過(guò)，所以燈泡不會(huì)立即熄滅。,現(xiàn)象: S斷開(kāi)時(shí),A 燈突然閃亮一下才熄滅。,演示實(shí)驗(yàn)2 ：接通電路,待燈泡A正常發(fā)光.然后斷開(kāi)電路,觀察到什么現(xiàn)象?,電流分析：,iA,iL,1.當(dāng)iLiA時(shí),會(huì)閃一下,再逐漸熄滅； 當(dāng)iLiA時(shí),不會(huì)閃,逐漸熄滅。,2.原來(lái)的iL和iA哪一個(gè)大，要由L的直流電阻RL與A的電阻RA的大小來(lái)決定： 如果

5、RLRA，則iLiA；如果RLiA。,任何斷電現(xiàn)象時(shí)都會(huì)閃亮一下嗎?,例：如圖，L為一個(gè)純電感線圈（直流電阻為零），A為一個(gè)燈泡，下列說(shuō)法正確的是： A、開(kāi)關(guān)S接通瞬間無(wú)電流通過(guò)燈泡 B、開(kāi)關(guān)S接通后，電路穩(wěn)定時(shí)，無(wú)電流通過(guò)燈泡 C、開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)瞬間無(wú)電流通過(guò)燈泡 D、開(kāi)關(guān)S接通瞬間及接通穩(wěn)定后，燈泡有由a到b的電流，而在開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)瞬間，燈泡中有從b到a的電流,S,接通瞬間,接通穩(wěn)定,斷 開(kāi),分析 ：,接通瞬間,接通穩(wěn)定,斷 開(kāi),分析 ：,1.如圖所示，L為自感系數(shù)較大的線圈，電路穩(wěn)定后小燈泡正常發(fā)光，當(dāng)斷開(kāi)電鍵的瞬間會(huì)有 A 、 燈A立即熄滅 B 、 燈A慢慢熄滅 C 、 燈A突然閃亮一下再慢

6、慢熄滅 D 、 燈A突然閃亮一下再突然熄滅,2.如圖所示，線圈的直流電阻為10,燈泡電阻R=20 ,線圈的自感系數(shù)很大,電源的電動(dòng)勢(shì)6V，內(nèi)阻不計(jì),則在閉合S的瞬間，通過(guò)L的電流為 A,通過(guò)燈的電流為 A;S閉合后電路中的電流穩(wěn)定時(shí)斷開(kāi)S的瞬間,通過(guò)燈的電流為 A，方向與原電流方向 ，燈泡 （填會(huì)或不會(huì)）閃亮一下后熄滅。,0,0.3,0.6,相反,會(huì),思考3：,自感電動(dòng)勢(shì)與什么因素有關(guān)？為了使燈泡閃亮效果更明顯對(duì)線圈L應(yīng)該有什么樣的要求?,三、自感系數(shù),1、自感電動(dòng)勢(shì)的大?。号c電流的變化率成正比,2、 L：自感系數(shù)簡(jiǎn)稱(chēng)自感或電感,3、單位：亨利，簡(jiǎn)稱(chēng)：亨，符號(hào)： H。 常用單位：毫亨（m H）

7、 微亨（H）,實(shí)驗(yàn)表明，線圈越大，越粗，匝數(shù)越多，自感系數(shù)越大。另外，帶有鐵芯的線圈的自感系數(shù)比沒(méi)有鐵芯時(shí)大得多。,由于兩根平行導(dǎo)線中的電流方向相反，它們的磁場(chǎng)可以互相抵消，從而可以使自感現(xiàn)象的影響減弱到可以忽略的程度。,4. 應(yīng)用： 在交流電路中、在各種用電設(shè)備和無(wú)線電技術(shù)中有著廣泛的應(yīng)用。,(1)雙線繞法消除自感：,日光燈結(jié)構(gòu)：,（2）日光燈原理：,鎮(zhèn)流器的作用是自感系數(shù)很大的帶鐵心的線圈，啟動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生高電壓，幫助點(diǎn)亮燈泡； 正常工作時(shí)的線圈起降壓限制電流作用，保護(hù)燈管。,啟動(dòng)器的作用自動(dòng)開(kāi)關(guān)可用普通開(kāi)關(guān)或短絕緣導(dǎo)線代替。正常工作時(shí)不起作用，可以去掉。,瞬時(shí)開(kāi)關(guān),瞬時(shí)高壓電源,正常工作時(shí)降

8、壓限流,1.家用日光燈電路如圖，S為啟動(dòng)器，A為燈管，L為鎮(zhèn)流器，關(guān)于日光燈的工作原理，下列說(shuō)法正確的是：（ ） A. 鎮(zhèn)流器的作用是將交流電變?yōu)橹绷麟?B. 在日光燈的啟動(dòng)階段，鎮(zhèn)流器能提供一個(gè)瞬時(shí)高壓，使燈管開(kāi)始工作 C.日光燈正常發(fā)光時(shí)，啟動(dòng)器的兩個(gè)觸片是分離的 D.日光燈發(fā)出柔和的白光是由汞原子受到激發(fā)后直接輻射的,2.下列說(shuō)法正確的是（ ） A日光燈開(kāi)始工作時(shí)，需要啟動(dòng)器 B日光燈開(kāi)始工作時(shí)，不需要鎮(zhèn)流器 C日光燈正常工作時(shí)，需要啟動(dòng)器 D日光燈正常工作時(shí)，不需要鎮(zhèn)流器,5.自感系數(shù)很大有時(shí)會(huì)產(chǎn)生危害：,6. 防止：在切斷自感系數(shù)很大、電流很強(qiáng)的電路的瞬間，產(chǎn)生很高的電動(dòng)勢(shì)，形成電弧

9、，在這類(lèi)電路中應(yīng)采用特制的開(kāi)關(guān)。,思考4：,為何通電時(shí)，與電感線圈相連的燈會(huì)延遲一會(huì)兒才達(dá)到最后的亮度？為何斷電時(shí)，和電感線圈組成閉合電路的燈會(huì)閃亮一下后才熄滅？,四、磁場(chǎng)的能量,1、通電自感：通電時(shí)，電能首先要轉(zhuǎn)化為線圈磁場(chǎng)能，然后再轉(zhuǎn)化為燈A1的電能，故燈A1過(guò)一會(huì)兒才亮。,2、斷電自感：斷電前，線圈中有電流，則線圈中有磁場(chǎng)能，斷電后，線圈存有的磁場(chǎng)能通過(guò)燈釋放出來(lái)，使燈延遲熄滅。,通電自感,有人借用力學(xué)中的術(shù)語(yǔ)，說(shuō)線圈能夠體現(xiàn)電的“慣性”。,1.關(guān)于自感現(xiàn)象，下列說(shuō)法正確的是（ ） A、感應(yīng)電流一定和原電流方向相反 B、線圈中產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)較大時(shí)，其自感系數(shù)一定較大 C、對(duì)于同一線圈，

10、當(dāng)電流變化較快時(shí)，線圈中的自感系數(shù)較大 D、對(duì)于同一線圈，當(dāng)電流變化較快時(shí)，線圈中的自感電動(dòng)勢(shì)也較大,使電路的電流減小，最后 減小為零 有阻礙電流增大的作用，最后電流小于 有阻礙電流增大的作用，因而電流總保持不變 有阻礙電流增大的作用，但電流最后還是變?yōu)?2.如圖所示，兩個(gè)電阻均為R，電感 線圈L的電阻及電池內(nèi)阻均可忽略不計(jì)， S原來(lái)斷開(kāi)，電路中電流 ， 現(xiàn)將S閉合，于是電路中產(chǎn)生了自感電動(dòng)勢(shì)， 此自感電動(dòng)勢(shì)的作用是（ ）,3.L是一帶鐵芯的線圈，R為電阻。兩條支路的直流電阻相等。那么在接通和斷開(kāi)電鍵的瞬間，兩電流表的讀數(shù)I1、I2的大小關(guān)系是（ ） A、接通時(shí)I1I2； B、接通時(shí)I2I2，斷開(kāi)時(shí)I1I2； D、接通時(shí)I1=I2，斷開(kāi)時(shí)I1I