电磁感应 下 同济版大学物理 培训讲解.pptVIP

一.自感 自感系数 线圈自身电流的变化引起自身线圈中产生感应电动势的现象,称为自感; §13-4 自感和互感 亨利发现: 一线圈中如通有电流 I，则穿过该线圈的磁通链数与I 成正比，表示为: L ：自感系数，简称自感; 单位：亨利 (H); N I 计算： 若L 保持不变，由电磁感应定律可求得自感电动势为, 二.自感电动势 b.负号的意义：?L将反抗回路中电流的变化(不是电流本身) ----反电动势 c.L 的物理意义：L 越大，阻碍原来电流变化的作用越大 ----电磁惯性 a.自感系数L与回路的大小、形状、线圈匝数以及它周围磁介质的磁导率有关; 与 I 无关; 讨 论： d.L 在电路中的作用：阻交流, 通直流 ; ★ 一些自感元件的名称：镇流器,扼流圈,限流器, 阻流圈,电抗器 ; ★ 请注意：大电感电路不能突然拉闸! [例1] 有一空心的长直螺线管，长为l，半径 为R，总匝数为N，试求其自感系数 L 。 解：长直螺线管内 磁通链数 螺线管的体积 与电流无关 ! [例2]两个共轴长直圆管组成的传输线，半径分别为R1和R2，电流I由内管流入，外管流出。求单位长度上的自感系数。 解：由安培环路定理可知，只有两管之间存在磁场； 磁感应强度大小为 同理 M12：线圈2对线圈1的互感系数； 若两线圈结构、相对位置及其周围介质分布不变;当I1变化时，线圈2中的互感电动势: 可证: M ：两回路间的互感系数,简称互感; 说 明： a.M与线圈的几何形状、匝数、相对位置以及周围磁介质的磁导率有关; 单位：亨利 (H); 计算： M b. 两个线圈的互感与各自的自感有一定的 关系, ——k 为两线圈的耦合系数; 与两线圈的相对位置有关 k =1 两线圈为完全耦合： k =0 两线圈间无相互影响： M 在技术中的应用: 变压器, 感应圈, 电磁阀(开关), 切换器, 发动机点火器, 信号转移器; 缺点: 电磁干扰; [例4]两个同轴放置的圆形线圈C1和C2，C1的 面积S=4.0cm2，共有50匝；C2的半径 R=20cm，共有100匝，求：两线圈的互 感系数M；当C2中的电流以50A/s的变化 率减小时，求C1中的互感电动势。 解：小线圈C1的半径: 设C2通以电流I2，圆心处的磁感应强度大小为, 通过C1线圈的全磁通(磁链), 因 dI2/dt = -50 A/s 以实验为例说明: 电键K接1点： 电键由1点接2点上： 问 题：能量从哪里来的呢？ 灯泡突然闪亮一下，然后熄灭; 灯泡渐亮至稳定状态; R §13-5 磁场的能量