互感和自感

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互感和自感

互感和自感

互感系数与自感系数的计算公式 互感与自感系数的物理意义 互感与自感系数的单位 互感与自感系数的比较
汇报人:XX
汇报人:XX
互感现象是电磁感应的一种 特殊情况
两个线圈之间的电磁感应现 象
当一个线圈中的电流发生变 化时,在另一个线圈中产生
感应电动势
互感现象是一种常见的物理 现象,在电力、电子等领域
有着广泛的应用
定义:当一个线圈中 的电流发生变化时, 它会在另一个线圈中
产生感应电动势
原理:变化的磁场会在 导体中产生感应电动势
产生条件:两个线圈之 间存在磁耦合
应用:变压器、感应电 机等
互感器:利用互感原理制成的测量 仪器,用于测量大电流和高压
电机:利用互感原理制成的电动机 和发电机,用于转换电能和机械能
添加标题
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添加标题
添加标题
变压器:利用互感原理制成的电力 设备,用于升高或降低电压
电磁炉:利用互感原理加热食物的 厨房电器
互感系数的定 义:表示两个 线圈之间互感
的程度
互感系数的单 位:亨利
互感系数的计 算公式:互感 系数 = 互感磁 链 / 自感磁链
互感系数与线 圈匝数、线圈 之间的距离以 及磁导率的关

自感现象:电流变化时, 自身产生磁场的现象
自感系数:描述线圈自感 能力的物理量
自感电动势:线圈中产生 的感应电动势
自感现象的应用:如电磁 炉、变压器等
线圈的自感现象 线圈的自感系数
自感电动势的产生 自感现象的应用
继电器保护系统:利用自感原理实现高压线路的继电保护 电机控制:通过自感原理实现电机的启动、调速和制动控制 电磁炉:利用自感原理产生高频交变磁场,实现高效加热 无线充电:通过自感原理实现无线充电,方便快捷

互感和自感-PPT课件

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5
再思考
断电自感中 A在熄灭前一定会 闪亮一下吗?
6
思考与讨论
自感电动势的大小与什么因素有关? 对同一个线圈:穿过线圈的磁通量变化的快 慢跟电流变化快慢有关系。
E∝△I/△t 对不同的线圈:电流变化快慢相同的情况下, 产生的自感电动势是不相同的
7
自感系数
自感电动势 E 与线圈本身的特性有关 ——用自感系数L来表示线圈的这种特性. 自感系数简称自感或是电感.跟线圈的
互感和自感
问题: 发生电磁感应现象、产生感应电动
势的条件是什么?如何满足此条件? 如果通过线圈本身的电流有变化,
使它里面的磁通量改变,能不能产生电 动势?
1
实验探究——通电自感
用图1电路作演示实验。 A1和A2是规格相同的两个灯泡.合上开关K,调 节R1,使A1和A2亮度相同,再调节R2,使A1和 A2正常发光,然后打开K再合上开关K的瞬间, 同学们看到了什么?(实验要反复几次) 现象:A2比A1先亮.
2
实验探究——断电自感
用图2电路作演示实验. 合上开关K,调节R使A正常发光.打开K的 瞬间,同学们看到了什么?(实验要反复 几次)
现象:A在熄灭前闪 亮一下.
3
分析与讨论
实验(1)和实验(2)中的两种现象
现象:A2比A1先亮.
现象:A在熄灭前闪 亮一下.
4自Leabharlann 现象当导体中的电流发生变化时,导体本身 就产生感应电动势,这个电动势总是阻碍导 体中原来电流的变化.像这种由于导体本身 的电流发生变化而产生的电磁感应现象叫做 自感现象,在自感现象中产生的感应电动势, 叫做自感电动势.
三、自感现象的应用---日光灯的工作原理
归纳出日光灯的工作过程 通电——启动器氖气放电——U形触片受热膨胀——接通镇流

互感和自感

互感和自感
中的电流大于灯泡中的 电流,断开开关的瞬间灯泡才会闪亮一下, 电流,断开开关的瞬间灯泡才会闪亮一下,所以必 须满足灯泡的电阻大于线圈的电阻才能使断开开关 的瞬间灯泡闪亮一下。 的瞬间灯泡闪亮一下。
三、自感系数 1.自感电动势 自感电动势 2.L叫自感系数,简称自感或电感,它 叫自感系数, 叫自感系数 简称自感或电感, 与线圈的大小、形状、 与线圈的大小、形状、圈数以及是 否有铁芯等因素有关。 否有铁芯等因素有关。 3.L的单位是亨利,简称亨,符号是 的单位是亨利, 的单位是亨利 简称亨,符号是H. 常用的单位还有毫亨、微亨. 常用的单位还有毫亨、微亨
四、磁场的能量
互感和自感
一、互感现象 1.当一个线圈中的电流变化时,它所 当一个线圈中的电流变化时, 当一个线圈中的电流变化时 产生的变化的磁场会在另一个线圈 中产生感应电动势的现象叫互感现 象。 2.由于互感产生的感应电动势叫互感 由于互感产生的感应电动势叫互感 电动势。 电动势。
二、自感现象 1.当线圈中的电流变化时,它所产生 当线圈中的电流变化时, 当线圈中的电流变化时 的变化的磁场在它本身也会激发感 应电动势,这种现象叫自感现象。 应电动势,这种现象叫自感现象。 2.由于自感而产生的感应电动势叫自 由于自感而产生的感应电动势叫自 感电动势。 感电动势。 3.自感电动势的作用:阻碍原来电流 自感电动势的作用: 自感电动势的作用 的变化。 的变化。

自感和互感

自感和互感

常发光,当断开开关S的瞬间会有( A )
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
A
4.6 自感和互感
练习:
3.如图所示的电路,开关原先闭合,
电路处于稳定状态,在某一时刻突然
断开开关S,则通过电阻R1中的电流I1 随时间变化的图线可能是图中的( D )
(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(μH)
自感现象的应用与防止:
安全开关问题
电 弧 危放 及电 生烧 命坏 开 关
如图所示,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。
磁通量
恒=0
二、自感现象
3、自感电动势作用:阻碍导体中原来的电流变化
当线圈中的电流增加时,自感电流的方向与原 电流方向相反 当线圈中的电流减小时,自感电流的方向与原 电流的方向相同
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
自感现象
自感现象只有在通过电路的电流发生变化时才会产 生.在判断电路性质时,一般分析方法是: 当流过线圈L的电流突然增大瞬间,我们可 以把L看成一个阻值很大的电阻 当流经线圈L的电流突然减小瞬间,我们可 以把L看作一个电源,它提供一个跟原电流同向的 电流
1.自感现象 如图所示,在开关闭合或断开的瞬间,线圈本身是否也发
生了电磁感应现象呢?
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、由于自感而产生的感应电动势叫自感电动势。 自感电动势在电路中有什么作用呢?我们观察两 个演示实验。

电磁感应中的自感与互感

电磁感应中的自感与互感

电磁感应中的自感与互感自感(自感应)和互感(互感应)是电磁感应中的两个重要概念。

它们描述了电流变化所产生的磁场对电路中其他线圈或电流的影响。

本文将详细介绍自感和互感的定义、原理及应用。

一、自感(自感应)自感是指电流通过线圈时,在线圈内部产生的磁场引起的感应电动势。

当电流通过一个线圈时,线圈内部的磁场变化,产生感应电动势。

根据法拉第电磁感应定律,感应电动势的大小与电流的变化率成正比。

自感系数L用来描述线圈的自感大小,单位为亨利(H)。

自感现象在电路中具有重要的作用。

首先,自感限制了电流的变化速度。

当电路开关打开或关闭时,线圈内的自感会阻碍电流变化,导致电流的“冲击”效应。

这也是为什么要在开关电路中使用电感等元件的原因之一。

其次,自感也影响电路中的交流信号。

交流信号在线圈中产生交变的磁场,从而引起感应电动势。

自感使得线圈对不同频率的交流信号具有不同的阻抗。

在高频电路中,自感对电路的阻抗有显著影响。

二、互感(互感应)互感是指当两个或更多的线圈靠近时,其中一个线圈中的变化电流在其他线圈中引起感应电动势。

互感现象的存在基于电磁感应定律,即磁场的变化会导致感应电动势的产生。

互感是电磁感应的重要应用之一。

它在变压器中起着关键作用,实现了电压和电流的变换。

变压器由两个或更多线圈组成,当其中一个线圈中的交流电流变化时,产生的磁场被其他线圈感应,从而在这些线圈中引起电压的变化。

此外,互感还广泛应用于电子领域中的滤波器、耦合电容器等元件中。

通过合理设计线圈之间的互感关系,可以实现信号的转换、过滤和传递等功能。

总结:电磁感应中的自感和互感是描述线圈中磁场变化对电路的影响的重要概念。

自感影响电路中电流的变化速度和交流信号的阻抗,而互感实现了电压和电流的转换。

它们在电路设计和电子技术中有着广泛的应用,对于实现各种功能和优化电路性能起着关键作用。

注:本文内容仅供参考,如需详细了解电磁感应中的自感和互感,请参考相关教材或专业资料。

自感和互感

自感和互感

5.单位:亨利 符号:H
第六节:互感和自感
三、自感系数 I 1.自感电动势的大小: 与电流的变化率成正比 EL t 2.自感系数 L: 简称自感或电感 3.自感物理意义: 描述线圈产生自感电动势的能力 4.决定线圈自感系数的因素: 粗细、长短、匝数、有无铁芯 5.单位:亨利 符号:H 四、自感现象利用和防止 1.防止: 油浸开关 双线绕法
L
S
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和灯泡A组成了闭合电路,在这个电路中有感应 电流通过,所以灯泡不会立即熄灭。
L R
A1逐渐亮
A逐渐熄灭
A2
立刻亮
L
S
S
R1
实验总结:实验表明线圈电流发生变化时,自身产生感应 电动势,这个感应电动势总阻碍原电流的变化。
L R A1 逐渐 A2
立刻
S
R1
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。
实验二
观察:当电路断开时,灯泡A的亮度变化情况。
A
现象:S断开时,A 灯逐渐熄灭。
I I I I
t
t
t
t
A
B
C
D
例与练
• 1、如图所示的电路中,A1和A2是完全相同的灯泡,线圈 L的电阻可以忽略不计,下列说法中正确的是( ) • A.合上开关S接通电路时,A2先亮A1后亮,最后一样亮 • B.合上开关S接通电路时,A1和A2始终一样亮 • C.断开开关S切断电路时,A2立即熄灭,A1过一会熄灭 • D.断开开关S切断电路时,A1和A2都要过一会才熄灭

《互感和自感》 讲义

《互感和自感》讲义一、引言在电学的世界里,互感和自感是两个非常重要的概念。

它们在电路分析、电磁感应等领域都有着广泛的应用。

理解互感和自感,对于我们深入掌握电磁学的知识,解决实际的电路问题,具有至关重要的意义。

二、互感(一)互感的定义互感是指当两个相邻的线圈中,一个线圈中的电流发生变化时,在另一个线圈中产生感应电动势的现象。

比如说,有线圈 A 和线圈 B 靠得很近。

当线圈 A 中的电流发生变化时,这个变化的磁场会穿过线圈 B,从而在线圈 B 中产生感应电动势。

(二)互感系数为了定量地描述互感现象的强弱,我们引入了互感系数这个概念。

互感系数 M 取决于两个线圈的几何形状、大小、匝数、相对位置以及周围磁介质的磁导率等因素。

(三)互感电动势{dt}$,其中$E_{2}$是在线圈 2 中产生的互感电动势,$I_{1}$是线圈 1 中的电流,$dI_{1}/dt$ 是线圈 1 中电流的变化率。

(四)互感的应用互感在变压器、互感器等设备中得到了广泛的应用。

变压器就是利用互感原理来实现电压的变换。

通过不同匝数的初级线圈和次级线圈,当输入交流电压在初级线圈中产生变化的电流时,在次级线圈中就会感应出不同大小的交流电压。

互感器则用于测量大电流或高电压,将高电压或大电流通过互感变成较小的易于测量的电压或电流。

三、自感(一)自感的定义自感是指当通过线圈本身的电流发生变化时,在线圈中产生感应电动势的现象。

简单来说,就是自己的电流变化影响自己。

(二)自感系数自感系数 L 也称为电感,它反映了线圈产生自感电动势的能力。

自感系数与线圈的匝数、形状、大小以及有无铁芯等因素有关。

(三)自感电动势中$E$ 是自感电动势,$I$ 是线圈中的电流,$dI/dt$ 是电流的变化率。

(四)自感的应用自感在日光灯、电感镇流器等中有着重要的应用。

在日光灯中,镇流器就是一个电感。

在日光灯启动时,镇流器产生一个高电压,帮助灯管中的气体电离导通;在日光灯正常工作时,镇流器又起到限流的作用,保证灯管稳定发光。

《互感和自感》课件


互感和自感的相互作用
互感和自感的相互作用
当电流通过一个线圈时,会产生磁场,这个磁 场会影响到周围的线圈。当电流在这些线圈之 间变化时,就会引起它们之间的互感。
利用互感和自感构建电路
互感和自感的相互作用可以用来构建各种电路, 如共振电路、变压器、电感器等。
互感和自感的功率损耗
铜损
线圈中的电流会随着时间变化而导致磁场的变化, 这会在线圈中产生感应电动势,从而产生铜损。
互感和自感的衍生概念及应用
1
互感感应
利用互感关系来产生感应电动势。
高频晶振
2
利用线圈的自感和电容的容抗来构成高
精度的谐振电路。
3
超导体材料
超导体的电学特性很大程度上是由于其 自感的降低和互感的增加。
互感和自感的常见误区
1 互感和感应电动势等同
互感和感应电动势虽然有关联,但并不等同。
2 互感和自感不会相互影响
2 磁场的方向
磁场的方向与电流的方向和线圈的结构有关。
互感和自感的影响因素
1
线圈之间的距离
线圈之间的距离越近,互感系数就越大,自感系数就越小。
2
线圈的结构
线圈的结构和线圈的匝数、长度、直径等因素有关。
3
介质和材料
线圈周围的介质和材料对磁场的分布和影响有很大的影响。
互感和自感的实际应用示例
电力传输
互感和自感之间存在相互作用,互相影响。
互感和自感的未来发展方向
应用拓展
互感和自感技术还有很大的应用空间,尤其是 在新兴领域。
效率提升
提高互感和自感技术的效率,实现能源的更好 转换和利用,对于未来发展至关重要。
互感和自感PPT课件
本课件将为您介绍互感和自感的定义、区别、应用、公式、电路图示、相互 作用、功率损耗、频率响应、实际电路模型、磁场特性、影响因素、实际应 用示例、数据测量及分析、发展历程、发展趋势、应用前景、衍生概念及应 用、常见误区、未来发展方向。让你深入了解互感和自感这一有趣的话题。

自感与互感的概念及计算

自感与互感的概念及计算自感(Self-inductance)和互感(Mutual inductance)是电磁学中重要的概念,它们描述了电流和磁场之间的相互作用关系。

本文将对自感和互感的概念进行详细解析,并讨论其计算方法。

1. 自感的概念自感是指通过一根导线中的电流激发出的磁场引起的自身感应电动势。

当电流通过导线时,其周围会形成一个磁场,而这个磁场又会影响导线中的电流。

自感的大小取决于导线的几何形状和电流的变化速率。

自感可以用以下公式来表示:L = (μ0 * N^2 * A) / l其中,L代表自感的系数,单位为亨利(H);μ0是真空中的磁导率,约等于4π×10^(-7) H/m;N表示导线的匝数;A是导线截面积;l是导线的长度。

2. 互感的概念互感是指两根导线之间的电流激发出的磁场引起的互相感应电动势。

当两根导线靠近并且电流变化时,它们之间会产生互感现象。

互感的大小取决于导线之间的几何关系、电流的变化速率以及它们之间的距离。

互感可以用以下公式来表示:M = k * sqrt(L1 * L2)其中,M代表互感的系数,单位为亨利(H);k是一个比例常数,0 < k ≤ 1,表示两根导线之间的耦合系数;L1和L2分别代表两根导线的自感系数。

3. 计算示例假设有两根平行的长直导线,它们之间的距离为d,导线1的电流为I1,导线2的电流为I2。

现在我们来计算它们之间的互感系数M。

首先,我们需要计算导线1和导线2的自感系数L1和L2:L1 = (μ0 * N1^2 * A1) / l1L2 = (μ0 * N2^2 * A2) / l2其中,N1和N2分别代表两根导线的匝数,A1和A2分别代表导线1和导线2的截面积,l1和l2分别代表导线1和导线2的长度。

然后,根据互感的计算公式:M = k * sqrt(L1 * L2)通过以上计算,我们可以得到两根导线之间的互感系数M。

互感系数的大小反映了导线之间的电磁相互作用的强度。

互感和自感(PPT课件)

10.7 互感与自感
问题引入 互感 变压器 感应圈 自感现象 自感系数
问题引入
我国的市电是电压为220V、频率为50Hz的交变电流, 但发电厂要先用升压变压器将电压升高后再向远距离的用 户输送,到了目的地之后,必须再用降压变压器将电压降 到220V再输送给用户。那末,你知道变压器是怎样升压和 降压的吗?
180
例2 一个线圈的电流在0.01s内变化了0.5 A,所产生
的自感电动势为20V,求线圈的自感系数?
解:由自感电动势公式
EL
L
I t

L
EL
t I
20
0.01 0.5
H
0.4
H
练习
1. 有一个线圈,它的自感系数是0.6 H,当通过它的
电流在0.01s 内由0.5 A增加到2.0 A时,求线圈中产生的自
实验证明:变压器
原、副线圈两端的电压
跟它们的匝数成正比,
即:
U1 n1 U 2 n2
2. 变压器的种类
(1)升压变压器:n2>n1,U2>U1 。 (2)降压变压器: n2<n1,U2<U1 。 3. 电流与匝数的关系
变压器工作的时候,原线圈输入的功率除少量的热损
耗外,大部分从副线圈输出。由于热损耗功率一般很小
,所以,可近似认为变压器副线圈输出的功率等于原线
圈输入的电功率,即 I2U2。 I1U1
I1 I2
U2 U1
n2 n1
I1 n2 I2 n1
可见,变压器原、副线圈的电流I1、I2跟变压器原、
副线圈的匝数成反比。
三、感应圈 1. 感应圈的作用 是一种特殊形式的升压变压器。 2. 感应圈的结构 3. 感应圈的工作原理
一、互感 定义 由于一个线圈中的电流变化,而使邻近另 一 个线圈中产生感应电动势的现象,叫做互感。
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第六节互感和自感授课老师:王丰广【教学目标】1、知识与技能(1)、了解互感现象的电磁感应特点。

(2)、指导学生运用观察、实验、分析、综合的方法,认识自感现象及其特点。

(3)、明确自感系数的意义及决定条件。

(4)、了解日光灯的工作原理2、过程与方法(1)、能用电磁感应原理,解释生产和生活中的某些自感现象。

(2)、提高学生分析问题的能力和运用物理知识解决实际问题的能力。

3、情感态度和价值观培养、提高学生尊重科学,利用实验探索研究自然的科学素养【教学重点】自感现象产生的原因及特点。

【教学难点】运用自感知识解决实际问题。

【教学方法】讨论法、探究法、试验法、练习法【教学用具】变压器原理说明器(用400匝线圈)、3.8V0.3A灯泡两只、滑动变阻器、电源(3V)、导线、开关,日光灯组件,多媒体课件【教学过程】一、复习旧课,引入新课师:前面我们学习了电磁感应现象,了解了几种不同形式的电磁感应现象。

如磁铁向线圈中插入或拔出时、闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时等,都会引起感应电动势,发生电磁感应现象。

你们认为引起电磁感应现象最重要的条件是什么?生:穿过电路的磁通量发生变化。

师:不论用什么方式,也不管是什么原因,只要穿过电路的磁通量发生了变化,都能引起电磁感应现象。

如果电路是闭合的,电路中就会有感应电流。

二、新课教学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)互感现象两个线圈之间并没有导线相连,但当一个线圈中的电流变化时,它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势。

这种现象叫做互感,这种感应电动势叫做互感电动势。

利用互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈。

变压器就是利用互感现象制成的。

如下图所示。

在电力工程中和电子电路中,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现象。

例如在电路板的刻制时就要设法减小电路间的互感现象。

(二)、自感现象1、演示实验,提出问题演示实验1:断电自感现象。

实验电路如图所示。

接通电路,灯泡正常发光后,迅速断开开关,可以看到灯泡闪亮一下再逐渐熄灭。

演示多媒体课件。

问1:灯泡闪亮一下,说明了什么问题?(引导学生分析得出:灯泡的亮度由其实际功率决定。

灯泡闪亮一下,表明在开关断开这一瞬间,灯泡两端的电压比原来大。

)问2:在开关断开这一瞬间,增大的电压从哪里来的。

(学生一时回答不了。

再用实验启发。

)演示实验2:将与灯泡并联的线圈取掉。

再演示上述实验,这时灯泡不再闪亮。

引导学生分析得出:在开关断开这一瞬间,增大的电压是线圈产生的。

问3:线圈本身并不是电源,它又是如何提供高电压的呢?2、分析现象,建立概念⑴讨论:组织学生讨论。

出示实验电路图,引导学生运用已学过的电磁感应的知识来分析实验现象。

①引导学生将这里的线圈与P、6图4—2。

2所示实验中的线圈加以对比。

在图4—2。

2所示实验中,线圈本身也不是电源,但在磁铁插入或拔出线圈的过程中,由于线圈中的磁通量发生了变化,故线圈中产生了感应电动势,从而使电路中产生了感应电流。

②问:这个实验中,线圈也发生了电磁感应。

那么是什么原因引起线圈发生电磁感应呢?③引导学生进一步分析:问1:开关接通时,线圈中有没有电流?(有电流。

)问2:有电流通过线圈时,线圈会不会产生磁场?根据是什么?(线圈会产生磁场。

根据电流的磁效应。

)问3:既然线圈产生了磁场,那么就有磁感线穿过线圈,线穿过线圈的磁胎量就不等于0。

开关断开后,线圈中还有磁通量吗?(没有磁通量了。

)问4:所以,在开关断开这一过程中,穿过线圈的磁通量变了吗?如何变化?(变了。

从有到无。

)问5:穿过线圈的磁通量发生了变化,会发生什么现象?(会发生电磁感应现象,线圈会产生感应电动势。

)⑵讨论小结:开关接通后,线圈中存在稳定的电流,线圈内部铁芯存在很强的磁场,穿过线圈的磁通量很大;在开关断开瞬间,线圈中的电流迅速减小到0,穿过线圈的磁通量也迅速减小到0,使线圈产生感应电动势,这时线圈就相当于一个电源。

由于开关断开很快,故穿过线圈的磁通量变化很快,就产生了较大的感应电动势,使灯泡两端的电压增大了。

⑶建立概念:上述现象属于一种特殊的电磁感应现象,发生电磁感应的原因是由于通过导体本身的电流发生变化而引起磁通量变化。

这种电磁感应现象称为自感。

自感现象:由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象。

自感电动势:在自感现象中产生的感应电动势。

练习:在实验中,若线圈L的电阻R L与灯泡A的电阻R A相等,则电键断开前后通过线圈的电流随时间的变化图像为图,通过灯泡的电流随时间的变化图像为图;若R L远小于R A,则电键断开前后通过线圈的电流随时间的变化图像为图,通过灯泡的电流图像为图。

A B C D答案:A ;C ;B ;D3、演示实验,强化概念【演示实验3】演示通电自感现象。

实验电路如图。

开关接通时,可以看到,灯泡2立即正常发光,而灯泡1是逐渐亮起来的。

问:为什么会出现这种现象呢?(开关接通时,线圈中的电流从无到有,使得穿过线圈的磁通量从无到有,线圈中产生了自感电动势,使灯1逐渐亮起来。

)问:为什么自感电动势不是使灯泡1突然变得很亮,而是使它慢慢变亮呢?4、综合因素,讲解规律教师说明:在自感现象中,自感电动势的产生是由于导体本身的电流发生了变化而引起的,而自感电动势却总是阻碍导体中原来电流的变化的。

特点:自感电动势总是阻碍导体中原来电流的变化的。

具体而言:① 如果导体中原来的电流是增大的,自感电动势就要阻碍原来电流的增大。

I 原↑,则ε自(I 自)与I 原相反(引导学生阅读教材P97第2段对通电自感的解释。

)② 如果导体中原来的电流是减小的,自感电动势就要阻碍原来电流的减小。

I 原↓,则ε自(I 自)与I 原相同5、分析实验,深化理解①实验1称为断电自感现象,实验2称为通电自感现象。

那么,在实验1中电路接通的瞬间,线圈是否发生自感?在实验2中,把开关断开时,线圈是否发生自感现象呢?(都发生自感。

只不过是我们观察不到。

)②实验2中,如果以很快的频率反复打开、闭合开关,会出现什么现象呢?(灯1 不亮,灯2闪亮。

)③实验1中开关断开了,电源已不再给灯泡提供电能了,灯还闪亮一下。

这些能量是哪里来的呢?是凭空产生了能量吗?(线圈提供的。

线圈中有电流时,线圈产生磁场,磁场也具有能量。

当开关断开后,磁场能通过电磁感应转化为电能,由线圈提供给灯泡。

这说明电磁感应中也遵循能量守恒。

)练习:实验中,当电键闭合后,通过灯泡1的电流随时间变化的图像为 图;通过灯泡2的电流随时间变化的图像为 图。

答案:C ;A (二)、自感系数问:感应电动势的大小跟什么因素有关?(感应电动势的大小跟磁通量的变化快慢有关。

)自感电动势的大小跟其它感应电动势的大小一样,跟穿过线圈的磁通量的变化快慢有关。

而在自感现象中,穿过线圈的磁通量是由电流引起的,故自感电动势的大小跟导体中电流变化的快慢有关。

(引导学生阅读教材P23第2、3段。

)理论分析表明:E=L△I/△t。

L称为线圈的自感系数,简称自感或电感。

自感表示线圈产生自感电动势本领大小的物理量。

L的大小跟线圈的形状、长短、匝数、有无铁芯有关。

单位:亨利(H)1H=103mH=106μH(三)、自感现象的应用——日光灯的原理日光灯就是利用自感现象的例子。

灯管的两端各有一个灯丝,灯管内充有微量的氩和稀薄的天然汞蒸汽,灯管内壁涂有荧光物质。

当灯管内的气体被击穿而导电时,灯管两端的灯丝就会释放出大量的电子,这些电子与汞原子碰撞而放出紫外线,涂在灯管内的荧光物质在紫外线的照射下发出可见光,根据不同的需要充以不同的气体,并在管的内壁上涂上不同的荧光物质,就可制造出不同颜色的日光灯了。

日光灯的电路图如下图所示:其中:启动器的作用是当开关闭合时电源把电压加在启动器两极间,使氖气放电发出辉光,辉光产生的热量使U形触片膨胀伸长接触静片而电路导通,于是镇流器中的线圈和灯管中的灯丝就有电流通过,电路接通后,启动器中的氖气停止放电,U形触片冷却收缩,电路断开,镇流器线圈因自感产生一个瞬时高压,这个高压加上电源两端的电压一起加在灯管的两端,使水银蒸汽开始放电导通,使日光灯发光。

在启动器两触片间还并联了一个电容,它的作用是在动静触片分离时避免产生火花而烧毁,没有电容器,启动器也能正常工作,日光灯启动后,启动器就不需要了。

镇流器就是一个自感系数很大的线圈,在日光灯点燃时,利用自感现象,产生瞬时高压,在日光灯正常发光时,利用自感现象起降压限流的作用。

(四)磁场中的能量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。

【课堂练习】例1、关于自感现象,正确的说法是: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、自感电动总是阻碍原来电流变化的。

解:D。

例2、如图所示,两个电阻的阻值都是R,多匝线圈的电阻和电源内阻均可忽略不计。

电键S原来断开,此时电路中的电流为I0=ε/2R。

现将S闭合,于是线圈产生自感电动势,此自感电动势的作用是:A、使电路的电流减小,最后由I0将小到0;B、有阻碍电流增大的作用,最后电流小于I0;C、有阻碍电流增大的作用,因而电流总保持不变;D、有阻碍电流增大的作用,但电流还是增大,最后等于I0。

解:D。

说明:要深刻理解“阻碍”的意思。

阻碍并不等于“阻止”。

当原电流增大时,自感电动势要阻碍电流的增大,但电流最后还是要增大的,只不过增大得慢些(如通电自感实验中所见);当原电流减小时,自感电动势要阻碍电流的减小,但电流最后还是要减小的,只不过减小得慢些(如断电自感实验中所见)。

自感电动势的作用只不过是起一个“延时”作用。

例3、如图所示的电路中,L是一带铁芯的线圈,R为电阻。

两条支路的直流电阻相等。

那么在接通和断开电键的瞬间,两电流表的读数I1、I2的大小关系是:A、接通时I1<I2,断开时I1>I2;B、接通时I1<I2,断开时I1=I2;C、接通时I1>I2,断开时I1<I2;D、接通时I1=I2,断开时I1<I2。

解:B。

【课堂小结】本节课我们一起探究了电磁感应现象中的另类问题——自感现象,自感现象它也是电磁感应现象的一种,只是导体本身的电流发生变化而在自己身上产生的电磁感应现象,它不违背法拉第电磁感应定律,自感现象也遵从楞次定律“增反减同”的规律。

由于线圈自身自感的作用,使得电路中的电流变化的时间延长了,我们所看到的现象是灯逐渐地变亮或等亮一会在熄灭,还有的灯要闪亮一下。

特别是自感的应用——日光灯,与我们生活很接近,我们平时都应该注意生活中的电现象。

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