自感和互感

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2、自感系数 L 3、自感物理意义：描述线圈产生自感电动势的能力。 （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（m H） 微亨（μ H）
电磁感应的其他一些应用
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电磁阻尼，使金属盘，磁铁和金属球 快速停下，机械能转化为电能以热的形 式散发到周围的空气中。
五、电磁驱动
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。 2、应用：交流感应电动机，家用电度表， 车内的速度计等。
课堂练习
1、下列哪些措施是为了防止涡流的危害 （ CD ） 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、变压器的铁芯不做成整块，而是用许多 电阻率很大的硅钢片叠合而成 D、变压器的铁芯每片硅钢片表面有不导电 的氧化层
四、电磁阻尼(eletromagnetic damping)
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。 2、应用：磁电式电表中 安装的使指针很快地停下 的铝框；电气机车内部可 使机车快速停下的电磁制 动器等
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。
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。
阅读教材，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。
二、自感现象
实验一：通电自感
先合上开关S，调节变阻器 R的电阻，使同样规格的两 个灯泡A1和A2的明亮程度相 同。再调节变阻器R1使两个 灯泡都正常发光，然后断开 开关S。
L
R
A1
A2
S
R1
观察：重新接通电路时，两个灯泡亮度变化情况。
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，最后两灯泡一样亮。
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。
街头的变压器是中型的互感器
变电站的大型变压器是大型的互感器
3、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。 在电力工程和电子电路中，互感现象有时会影响电路的正常工作， 这时要设法减小电路间的互感。
试分析：与线圈相连的灯泡为什么要过一会才亮？
解释：在接通电路的瞬间， 电路中的电流增大，穿过 线圈L的磁通量也随着增大， 因而线圈中必然会产生感 应电动势，这个感应电动 势阻碍线圈中电流的增大， 所以通过A1的电流只能逐 渐增大，灯泡A1只能逐渐 亮起来。
L R
A1 A2
S
R1
实验二：断电自感
A
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。
模块四
磁场与电磁感应
课题三：自感和互感
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A线圈电路中的开关断开的瞬间，线圈B 中的感应电流沿什么方向? 那么为什么会产生感 应电动势呢？
感
I感
“增反减同”
一、互感现象
2、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 在电工技术和电子技术中有广泛应用。变压器就是利用互感现象 制成的。
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铝框
为什么磁电式电表的线圈要用铝框做骨架呢？
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。
第四章
第七节
电磁感应
电磁阻尼和电磁驱动
一、涡流(eddy current)
1、定义：块状金属在变化的磁场中或在磁场中运动时,金 属块内产生的自成闭合回路的感应电流，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。 3、如图所示，薄硅 钢片使涡流被限制在 狭窄的薄片之内，使 电阻增大，减弱涡流， 减小损失。且硅钢片 比普通钢片电阻率大， 其涡流损失只有普通 钢的1/5~1/4。
二、涡流的利用 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
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、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。 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。
三、自感系数
1、自感电动势的大小：与电流的变化率成正比
把氖管和带铁芯的线圈L并联 在直流电路中，接通电路。
猜想：
当电路断开时，氖管会产生什么 现象？ 为什么？
L S
现象：S断开时，氖管会闪亮一下，后逐渐熄灭。
解释：在电路断开的瞬间，通过线圈的电流突然减弱，穿过
线圈的磁通量也就很快减少，因而在线圈中产生感应电动势。 虽然这时电源已经断开，但线圈L和氖管组成了闭合电路，在 这个电路中有感应电流通过，所以氖管会闪亮一下。
二、涡流的利用
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。
线圈
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。