12_3自感和互感

一自感電動(dòng)勢(shì)自感 穿過(guò)閉合電流回路的磁通量 1 自感 若線圈有N匝 2 自感電動(dòng)勢(shì) 自感 單位 1亨利 H 1韋伯 安培 1Wb A 自感現(xiàn)象的防止和應(yīng)用在許多電器設(shè)備中 常利用線圈的自感起穩(wěn)定電流的作用 例如 日光燈的鎮(zhèn)流器就是一個(gè)帶有鐵芯的自感線圈 此外 在電工設(shè)備中 常利用自感作用制成自耦變壓器或扼流圈 在電子技術(shù)中 利用自感器和電容器可以組成諧振電路或?yàn)V波電路等 另一方面 通常在具有相當(dāng)大的自感和通有較大電流的電路中 當(dāng)扳斷開(kāi)關(guān)的瞬時(shí) 在開(kāi)關(guān)處將發(fā)生強(qiáng)大的火花 產(chǎn)生弧光放電現(xiàn)象 亦稱(chēng)電弧 電弧發(fā)生的高溫 可用來(lái)冶煉 熔化 焊接和切割熔點(diǎn)高的金屬 溫度可達(dá)2000 以上 有破壞開(kāi)關(guān) 引起火災(zāi)的危險(xiǎn) 因此通常都用油開(kāi)關(guān) 即把開(kāi)關(guān)放在絕緣性能良好的油里 以防止發(fā)生電弧 3 自感的計(jì)算方法 一般情況可用下式測(cè)量自感 例2有兩個(gè)同軸圓筒形導(dǎo)體 其半徑分別為和 通過(guò)它們的電流均為 但電流的流向相反 設(shè)在兩圓筒間充滿磁導(dǎo)率為的均勻磁介質(zhì) 求其自感 解兩圓筒之間 如圖在兩圓筒間取一長(zhǎng)為的面 并將其分成許多小面元 則 即 由自感定義可求出 單位長(zhǎng)度的自感為 二互感電動(dòng)勢(shì)互感 在電流回路中所產(chǎn)生的磁通量 在電流回路中所產(chǎn)生的磁通量 互感系數(shù) 2 互感電動(dòng)勢(shì) 兩個(gè)導(dǎo)體回路的互感在數(shù)值上等于其中一個(gè)回路中的電流強(qiáng)度為1單位時(shí) 穿過(guò)另一個(gè)回路所包圍面積的磁通量 在國(guó)際單位制中 互感系數(shù)的單位與自感相同 都是H 亨利 互感系數(shù)的計(jì)算一般很復(fù)雜 常用實(shí)驗(yàn)方法來(lái)測(cè)定 互感在電工和電子技術(shù)中應(yīng)用很廣泛 通過(guò)互感線圈可以使能量或信號(hào)由一個(gè)線圈方便地傳遞到另一個(gè)線圈 利用互感現(xiàn)象的原理可制成變壓器 感應(yīng)圈等 但在有些情況中 互感也有害處 例如 有線電話往往由于兩路電話線之間的互感而有可能造成串音 收錄機(jī) 電視機(jī)及電子設(shè)備中也會(huì)由于導(dǎo)線或部件間的互感而妨害正常工作 這些互感的干擾都要設(shè)法盡量避免 例1兩同軸長(zhǎng)直密繞螺線管的互感有兩個(gè)長(zhǎng)度均為l 半徑分別為r1和r2 r1 r2 匝數(shù)分別為N1和N2的同軸長(zhǎng)直密繞螺線管 求它們的互感 設(shè)半徑為的線圈中通有電流 則 代入計(jì)算得 則 則穿過(guò)半徑為的線圈的磁通匝數(shù)為 解設(shè)長(zhǎng)直導(dǎo)線通電流 例2在磁導(dǎo)率為的均勻無(wú)限大的磁介質(zhì)中 一無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線與一寬長(zhǎng)分別為和的矩形線