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文檔簡介

4.6互感和自感法拉第和他的實驗線圈互感現(xiàn)象

在法拉第的實驗中,兩個線圈之間并沒有導線相連,但當一個線圈中的電流發(fā)生變化時,它所產生的變化的磁場會在另一個線圈中產生感應電動勢。這種現(xiàn)象叫做互感。這種感應電動勢叫做互感電動勢互感現(xiàn)象

利用互感現(xiàn)象可以把能量從一個線圈傳遞到另一個線圈,因此在電工技術和電子技術中有廣泛的應用如:變壓器一、互感現(xiàn)象1、當一個線圈中電流變化,在另一個線圈中產生感應電動勢的現(xiàn)象,稱為互感?;ジ鞋F(xiàn)象中產生的感應電動勢,稱為互感電動勢。2、互感現(xiàn)象不僅發(fā)生于繞在同一鐵芯上的兩個線圈之間,且可發(fā)生于任何兩個相互靠近的電路之間.3、利用互感現(xiàn)象,可以把能量從一個線圈傳遞到另一個線圈。因此,互感現(xiàn)象在電工技術和電子技術中有廣泛的應用。二、自感現(xiàn)象1、由于導體本身的電流發(fā)生變化而產生的電磁感應現(xiàn)象,叫自感現(xiàn)象。2、自感現(xiàn)象中產生的電動勢叫自感電動勢。演示實驗1A1、A2是規(guī)格完全一樣的燈泡。閉合電鍵S,調節(jié)變阻器R,使A1、A2亮度相同,再調節(jié)R1,使兩燈正常發(fā)光,然后斷開開關S。重新閉合S,觀察到什么現(xiàn)象?燈泡A2立刻正常發(fā)光,跟線圈L串聯(lián)的燈泡A1逐漸亮起來。電路接通時,電流由零開始增加,穿過線圈L的磁通量逐漸增加,L中產生的感應電動勢的方向與原來的電流方向相反,阻礙L中電流增加,即推遲了電流達到正常值的時間。現(xiàn)象:分析:演示實驗2

接通電路,待燈泡A正常發(fā)光。然后斷開電路,觀察到什么現(xiàn)象?現(xiàn)象:分析:在斷開開關S瞬間(燈更亮一下),燈A過一段時間才熄滅。開關斷開瞬間,由于通過L的磁通量減少,產生的感應電動勢阻礙磁通量的減少,感應電流沿著L→A流動,所以燈A會過一段時間才熄滅。1、電源斷開時,通過L的電流會減小,這時會出現(xiàn)感應電動勢。感應電動勢的作用是使L中的電流減小得更快些還是更慢些?2、產生感應電動勢的線圈可以看做是一個電源,它能向外供電。由于開關已斷開,線圈提供的感應電流將沿著什么途徑流動?3、開關斷開后通過燈泡的感應電流與原來通過它的電流方向是否一致?思考與討論:更慢L-A-L逆時針相反4、在如圖所示的電路中,當開關S斷開瞬間,燈泡A是否會更亮一下?更亮一下的條件是什么?設A、L兩端電壓為U。①若RA>RL,有IA<IL,在斷開開關的瞬間,通過燈泡的電流會瞬時增大,燈泡會更亮一下。②若RA≤RL,有IA≥IL,斷開開關后,通過燈泡的電流減小,燈泡不會更亮一下。3、自感電動勢的作用:阻礙導體中原來電流的變化。

1)導體中原電流增大時,自感電動勢阻礙它增大。2)導體中原電流減小時,自感電動勢阻礙它減小?!白璧K”不是“阻止”,電流還是變化的三、自感系數(shù)1、自感電動勢的大?。号c電流的變化率成正比2、自感系數(shù)L-簡稱自感或電感(1)決定線圈自感系數(shù)的因素:

單位:亨利,簡稱亨,符號:H其他單位:毫亨(mH)、微亨(μH)123線圈長度越長、線圈越大、匝數(shù)越多,它的自感系數(shù)越大!給線圈中加入鐵芯,自感系數(shù)比沒有鐵芯大得多?。?)電感與電阻的比較1、電阻R對電流有阻礙作用,電感L對電流的變化有阻礙作用.2、電阻越大,對電流的阻礙作用越大,產生的電勢差越大;電感越大,對電流的變化阻礙作用越大,產生的自感電動勢越大.3、R與L的決定因素不同4、線圈對穩(wěn)定電流的阻礙與對變化電流的阻礙產生的效果不同:線圈的電阻R決定電流的穩(wěn)定值為E/R,而L越大,電流由零增大到穩(wěn)定值的時間越長.通電自感:能量由電路轉移到了線圈中斷電自感:能量由線圈中轉移到了電路里四、磁場的能量

問題:在斷電自感的實驗中,為什么開關斷開后,燈泡的發(fā)光會持續(xù)一段時間?甚至會比原來更亮?試從能量的角度加以討論。

開關閉合時線圈中有電流,電流產生磁場,能量儲存在磁場中,開關斷開時,線圈作用相當于電源,把磁場中的能量轉化成電能。1、互感的應用和防止應用:變壓器、收音機的“磁性天線”防止:電路板中防止相互干擾應用與防護

收音機里的“磁性天線”利用互感將廣播信號從一個線圈傳送給另一線圈.KDCABS

延時繼電器電路板中防止相互干擾雙線繞法2.自感的應用和防止應用:日光燈防止:變壓器、電動機日光燈原理一、互感現(xiàn)象1.互感互感現(xiàn)象互感電動勢2.互感的應用和防止應用:變壓器、收音機的“磁性天線”防止:電路板中防止相互干擾二、自感現(xiàn)象1.自感現(xiàn)象(會解析自感現(xiàn)象)2.自感的應用和防止應用:日光燈防止:變壓器、電動機小結: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,當斷開開關S的瞬間會有()A.燈A立即熄滅B.燈A慢慢熄滅C.燈A突然閃亮一下再慢慢熄滅D.燈A突然閃亮一下再突然熄滅

練習:AA

課堂訓練1、演示自感的實驗電路圖如右圖所示,L是電感線圈,A1、A2是規(guī)格相同的燈泡,R的阻值與L的直流電阻值相同。當開關由斷開到合上時,觀察到的自感現(xiàn)象是比先亮,最后達到同樣亮。

A2

A1

L

A1R

A2

S

R12、上圖中,電阻R的電阻值和電感L的自感系數(shù)都很大,但L的直流電阻值很小,A1、A2是兩個規(guī)格相同的燈泡。則當電鍵S閉合瞬間,比先亮,最后比亮。

A1A2A2A1

課堂訓練3、如圖所示的電路中,D1和D2是兩個相同的小燈泡,L是一個自感系數(shù)相當大的線圈,其阻值與R相同。在電鍵接通和斷開時,燈泡D1和D2亮暗的順序是A.接通時D1先達最亮,斷開時D1后滅B.接通時D2先達最亮,斷開時D2后滅C.接通時D1先達最亮,斷開時D2后滅D.接通時D2先達最亮,斷開時D1后滅D1D2LRSA

課堂訓練

4、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,當斷開電鍵的瞬間會有A.燈A立即熄滅B.燈A慢慢熄滅C.燈A突然閃亮一下再慢慢熄滅D.燈A突然閃亮一下再突然熄滅LAAD

如下圖所示,水平放置的兩條光滑軌道上有

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