互感和自感(课件).ppt

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1、GP线圈线圈L L1 1线圈线圈L L2 2滑动变阻器滑动变阻器P滑动时：线圈滑动时：线圈2中是否有感中是否有感应电流？应电流？问题情景：问题情景：如图断开或闭合开关瞬间，如图断开或闭合开关瞬间，CDCD中会有感应中会有感应电流吗？这是互感吗？电流吗？这是互感吗？ABSGCDI3、互感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的、互感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间两个线圈之间,且可发生于任何两个相互靠且可发生于任何两个相互靠近的电路之间。近的电路之间。法拉第和他的实验线圈法拉第和他的实验线圈互感现象 在法拉第的实验中，两个线圈之间并没有导线相在法拉第的实验中，两个线圈之间并没有导线相在法拉第的实

2、验中，两个线圈之间并没有导线相在法拉第的实验中，两个线圈之间并没有导线相连，但当一个线圈中的电流发生变化时，它所产生的连，但当一个线圈中的电流发生变化时，它所产生的连，但当一个线圈中的电流发生变化时，它所产生的连，但当一个线圈中的电流发生变化时，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。这种变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势。这种变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势。这种变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势。这种现象叫做现象叫做现象叫做现象叫做互感互感互感互感。这种感应电动势叫做。这种感应电动势叫做。这种感应电动势叫做。这种感应电动势叫做互感电动势互感电动势互感电动势互

3、感电动势一、互感现象一、互感现象1 1、当一个线圈中电流变化，在另一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，个线圈中产生感应电动势的现象，称为称为互感。互感。互感现象中产生的感应互感现象中产生的感应电动势，称为电动势，称为互感电动势。互感电动势。2 2、互感现象不仅发生于绕在同一铁互感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间芯上的两个线圈之间,且可发生于且可发生于任何两个相互靠近的电路任何两个相互靠近的电路之间之间.互感现象 利用互感现象可以把能量从一个线圈传递到另一利用互感现象可以把能量从一个线圈传递到另一利用互感现象可以把能量从一个线圈传递到另一利用互感现象可以把能量从

4、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的应用个线圈，因此在电工技术和电子技术中有广泛的应用个线圈，因此在电工技术和电子技术中有广泛的应用个线圈，因此在电工技术和电子技术中有广泛的应用如：变压器如：变压器如：变压器如：变压器1 1 产生电磁感应的条件是什么？产生电磁感应的条件是什么？2 2 在图在图-1-1接通，接通，B B线圈会不会产生线圈会不会产生感应电动势？为什么感应电动势？为什么?3 3 在图在图-2-2中接通，线圈会不会产生中接通，线圈会不会产生感应电动势？为什么感应电动势？为什么?这种由于导体自身的电流变化这种由于导体自身的电流变化所产生的电磁感应现象是一种所产生

5、的电磁感应现象是一种特殊的电磁感应现象特殊的电磁感应现象A A图图2 2S SA AB B图图1 1S S 由于导体本身的电流由于导体本身的电流变化而产生的电磁感应变化而产生的电磁感应现象叫现象叫自感现象自感现象。为为什什么么灯灯 立立即即亮亮 灯灯 要要过过会会儿儿亮亮呢呢 A AB B,?通通通通电电电电自自自自感感感感再看一遍再看一遍现象分析现象分析 为为什什么么灯灯 立立即即亮亮 灯灯 要要过过会会儿儿亮亮呢呢 A AB B,?通通通通电电电电自自自自感感感感现象分析现象分析A AB B分析分析B B灯灯S接通接通穿过线圈的电流穿过线圈的电流I I 增大增大穿过线圈的磁通量增大穿过线圈

6、的磁通量增大线圈产生感应电动势线圈产生感应电动势B灯逐渐亮灯逐渐亮流过流过A、B灯的电流随时间怎样变化？灯的电流随时间怎样变化？阻碍电流增大阻碍电流增大？分析分析B B灯灯I IA AI IB BI It tA AB BA AB B 线圈中出现的感应电动势只是线圈中出现的感应电动势只是阻阻碍碍了原电流的的变化，而非了原电流的的变化，而非阻止阻止，所以虽延缓了电流变化的进程，所以虽延缓了电流变化的进程，但最终电流仍然达到最大值，但最终电流仍然达到最大值，B B最最终会正常发光。终会正常发光。为为什什么么灯灯不不是是立立即即熄熄灭灭，而而要要闪闪亮亮一一下下才才熄熄灭灭.断断断断电电电电自自自自感

7、感感感再看一遍再看一遍现象分析现象分析 为为什什么么灯灯不不是是立立即即熄熄灭灭，而而要要闪闪亮亮一一下下才才熄熄灭灭断断断断电电电电自自自自感感感感现象分析现象分析通过线圈的电流通过线圈的电流I I 减小减小穿过圈的磁通量减小穿过圈的磁通量减小线圈产生感应电动势线圈产生感应电动势灯逐渐熄灭灯逐渐熄灭流减小流减小（补偿）（补偿）S断开断开？1 感应电流方向如何？感应电流方向如何？2 原电流方向如何？原电流方向如何？O Ot tI I3 通过灯的电流怎样变化？通过灯的电流怎样变化？阻碍电阻碍电 1 通电自感：电流通过线圈时，线圈产生磁场，线圈因通电自感：电流通过线圈时，线圈产生磁场，线圈因此具有

8、磁场能，即刚通电时，电能首先要转化为线圈磁场能，此具有磁场能，即刚通电时，电能首先要转化为线圈磁场能，再才转化为再才转化为B灯的电能，故灯的电能，故B灯过一会儿才亮。灯过一会儿才亮。A AB B 2 断电自感：断电自感：S断开前，线圈中有电流，则线圈中有磁断开前，线圈中有电流，则线圈中有磁场能，场能，S断开后，线圈存有的磁场能通过灯释放出来，使灯断开后，线圈存有的磁场能通过灯释放出来，使灯延迟熄灭。延迟熄灭。在自感现象中产生在自感现象中产生的电动势叫自感电动的电动势叫自感电动势，用势，用E E表示。表示。总总是是阻阻碍碍电电流流的的变变化化，即即延延缓缓电电流流变变化化。自感电动势的方向自感电

9、动势的方向结论结论增增 反反 减减 同同 导体电流增加时，阻碍电流增加，此时导体电流增加时，阻碍电流增加，此时自感电动势方向与原电动势（原电流）方自感电动势方向与原电动势（原电流）方向相反；导体电流减小时阻碍电流减小，向相反；导体电流减小时阻碍电流减小，此时自感电动势方向与原电动势（原电流）此时自感电动势方向与原电动势（原电流）方向相同方向相同结论结论与电流的变化率成正比与电流的变化率成正比E=LE=L自感系数自感系数L L 公式公式E=E=L L 中的比例恒量中的比例恒量L L叫叫自感系数自感系数,简称简称“自感自感”或或“电感电感”自感系数由线圈本身的性质决定，与自感系数由线圈本身的性质决

10、定，与线圈是否通电无关。线圈是否通电无关。它跟线圈的形状、长短、匝数、有无它跟线圈的形状、长短、匝数、有无铁芯等因素有关，线圈越长，单位长度铁芯等因素有关，线圈越长，单位长度的匝数越多，截面积越大，自感系数就的匝数越多，截面积越大，自感系数就越大，有铁芯时线圈的自感系数比没有越大，有铁芯时线圈的自感系数比没有铁芯时要大得多。铁芯时要大得多。特特 别别 提提 醒醒 在国际单位制中是在国际单位制中是亨利亨利，简称，简称亨亨，符，符号是号是H H。常用的单位还有常用的单位还有豪亨（豪亨（mH)mH)和和微亨微亨（HH）1H=101H=103 3 mH=10 mH=106 6 HH 如果通过线圈的电流

11、在如果通过线圈的电流在1 1秒内改变秒内改变1 1安培时，产生的电动安培时，产生的电动势是势是1 1伏特，这个线圈的自感系数就是伏特，这个线圈的自感系数就是1 1亨利。亨利。1 1 应用：应用：在交流电路中、在各种用电设备在交流电路中、在各种用电设备和无线电技术中有着广泛的应用。如日光灯和无线电技术中有着广泛的应用。如日光灯的镇流器，的镇流器，LCLC振荡电路等。振荡电路等。2 2 防治：防治：在切断自感系数很大、电流很强的在切断自感系数很大、电流很强的电路的瞬间，产生很高的电动势，形成电弧，电路的瞬间，产生很高的电动势，形成电弧，在这类电路中应采用特制的开关。在这类电路中应采用特制的开关。实

12、例实例如图所示，由于两如图所示，由于两根平行导线中的电流方根平行导线中的电流方向相反，它们的磁场可向相反，它们的磁场可以互相抵消，从而可以以互相抵消，从而可以使自感现象的影响减弱使自感现象的影响减弱到可以忽略的程度。到可以忽略的程度。自感现象自感现象自感电动势自感电动势E E作用：总是阻碍电流变化作用：总是阻碍电流变化自感系数自感系数L L影响因素影响因素:线圈的形状、长短、线圈的形状、长短、匝数、有无铁芯等匝数、有无铁芯等单位：亨、毫亨、微亨单位：亨、毫亨、微亨自感现象的防治和利用自感现象的防治和利用大小大小:E=LI/t:E=LI/t自自感感现现象象1.1.有关自感现象有关自感现象,下列叙

13、述中正确的是：（下列叙述中正确的是：（）A A、有铁芯的多匝金属线圈中、有铁芯的多匝金属线圈中,通过的电流强度通过的电流强度 不变时不变时,无自感现象发生无自感现象发生,线圈的自感系数为零线圈的自感系数为零B B、导体中所通电流发生变化时、导体中所通电流发生变化时,产生的自感电产生的自感电 动势总是阻碍导体中原来电流的变化动势总是阻碍导体中原来电流的变化C C、线圈中所通电流越大、线圈中所通电流越大,产生的自感电动势也产生的自感电动势也越大越大D D、线圈中所通电流变化越大、线圈中所通电流变化越大,产生的自感电动产生的自感电动势也越大势也越大 课堂训练课堂训练B B2.2.如图所示的电路中，如

14、图所示的电路中，A A1 1和和A A2 2是两个相同的小灯泡，线圈是两个相同的小灯泡，线圈L L的电阻可以忽略，下列说法正的电阻可以忽略，下列说法正确的是确的是()()A.A.合上开关合上开关S S接通电路时接通电路时,A,A2 2先亮先亮,A,A1 1后亮后亮,最后一最后一样亮样亮B.B.合上开关合上开关S S接通电路时接通电路时,A,A2 2和和A A1 1始终一样亮始终一样亮C.C.断开开关断开开关S S切断电路时切断电路时,A,A2 2立刻熄灭立刻熄灭,A,A1 1过一会儿过一会儿才熄灭才熄灭D.D.断开开关断开开关S S切断电路时切断电路时,A,A2 2和和A A1 1都要过一会儿

15、才都要过一会儿才熄灭熄灭ADAD课堂训练课堂训练SA1A2LA.A.灯灯A A立即熄灭立即熄灭 B.B.灯灯A A慢慢熄灭慢慢熄灭C.C.灯灯A A突然闪亮一下再慢慢熄灭突然闪亮一下再慢慢熄灭D.D.灯灯A A突然闪亮一下再突然熄灭突然闪亮一下再突然熄灭L AA A课堂训练课堂训练3.3.如图所示，如图所示，L L为自感系数较大的线圈，电为自感系数较大的线圈，电路稳定后小灯泡正常发光，当断开电键的瞬间路稳定后小灯泡正常发光，当断开电键的瞬间会有会有()()例题例题1 1 如图所示，如图所示，L L为一个纯电感线圈（直流电阻为零），为一个纯电感线圈（直流电阻为零），A A为一个灯泡，下列说法为一

16、个灯泡，下列说法正确的是：（正确的是：（）A A开关开关S S接通瞬间无电流通过灯泡接通瞬间无电流通过灯泡B B开关开关S S接通后，电路稳定时，无电流通过灯泡接通后，电路稳定时，无电流通过灯泡C C开关开关S S断开瞬间无电流通过灯泡断开瞬间无电流通过灯泡D D开关开关S S接通瞬间及接通稳定后，灯泡有由接通瞬间及接通稳定后，灯泡有由a a到到b b的电流，的电流，而在开关而在开关S S断开瞬间，灯泡中有从断开瞬间，灯泡中有从b b到到a a的电流的电流L La ab bA As ss sL La ab b再看一遍再看一遍返回题目返回题目L La ab b返回题目返回题目例题例题1 1 如图

17、所示，如图所示，L L为一个纯电感线圈（直流电阻为零），为一个纯电感线圈（直流电阻为零），A A为一个灯泡，下列说法为一个灯泡，下列说法正确的是：（正确的是：（）A A开关开关S S接通瞬间无电流通过灯泡接通瞬间无电流通过灯泡B B开关开关S S接通后，电路稳定时，无电流通过灯泡接通后，电路稳定时，无电流通过灯泡C C开关开关S S断开瞬间无电流通过灯泡断开瞬间无电流通过灯泡D D开关开关S S接通瞬间及接通稳定后，灯泡有由接通瞬间及接通稳定后，灯泡有由a a到到b b的电流，的电流，而在开关而在开关S S断开瞬间，灯泡中有从断开瞬间，灯泡中有从b b到到a a的电流的电流L La ab bB

18、 Bi i1 1i i2 2-i-i1 1-i-i2 2i iO Ot tt t1 1A Ai i1 1i i2 2-i-i1 1-i-i2 2i iO Ot tt t1 1B Bt ti i1 1i i2 2-i-i1 1-i-i2 2i iO Ot t1 1C Ci i1 1i i2 2-i-i1 1-i-i2 2i iO Ot tt t1 1D DS Si i1 1i i2 2A AL L练习.如右图所示电路中如右图所示电路中,S S闭合时闭合时,此此时流过线圈时流过线圈L L的电流为的电流为i i1 1,流过灯泡流过灯泡A A的电的电流为流为i i2 2,且且i i1 1i i2 2.

19、在在t t1 1时刻将时刻将S S断开断开,那么那么流过灯泡的电流随时间变化的图象是下流过灯泡的电流随时间变化的图象是下图中的哪一个图中的哪一个()()D D 开关闭合时线圈中有电流，电流产生磁场，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。当于电源，把磁场中的能量转化成电能。四、磁场的能量四、磁场的能量问题：在断电自感的实验中，为什么开关断开问题：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

20、以讨论来更亮？试从能量的角度加以讨论 当线圈通电瞬间和断电瞬间，自感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不能立即减小为零 电的电的“惯性惯性”大小决定于线圈的自感系数大小决定于线圈的自感系数 阅读教材最后一段阅读教材最后一段P P2424，回答问题，回答问题1 1、线圈能够体现电的、线圈能够体现电的“惯性惯性”，应该怎样理解？，应该怎样理解？2 2、电的、电的“惯性惯性”大小与什么有关？大小与什么有关？思考与讨论思考与讨论白炽灯白炽灯日光灯日光灯日光

21、灯灯管日光灯灯管1 1、结构、结构氩气、低压水银蒸汽氩气、低压水银蒸汽2 2、工作条件：、工作条件：起辉电压：起辉电压：700V700V以上以上工作电压：工作电压：40W40W灯管灯管100V100V左右左右荧光粉发荧光粉发出可见光出可见光受到紫外受到紫外线照射时线照射时在高压在高压下导电下导电发出紫外线发出紫外线两端灯丝两端灯丝给气体加给气体加热热 并给并给气体加上气体加上高电压高电压镇流器结构和作用：镇流器结构和作用：启动时提供瞬时高压启动时提供瞬时高压 正常工作时降压限流正常工作时降压限流启动器组成和作用：启动器组成和作用：起到一个开关的作用起到一个开关的作用能使动靜触片能使动靜触片不产生电火花不产生电火花保护触点保护触点氖泡氖泡电容器电容器日光灯日光灯日光灯电路图电流流向电流流向镇流器在启动时产生瞬时高压，在正镇流器在启动时产生瞬时高压，在正常工作时起降压限流的作用。启动器常工作时起降压限流的作用。启动器起自动开关的作用。起自动开关的作用。镇流器和启动器在电路中的作用