11.3 自感和互感
《自感与互感》课件
互感耦合器
深入了解互感耦合器的工作原 理和应用
总结
1 基本概念
自感和互感的定义及其关系
3 应用场景比较
了解自感和互感在不同领域的应用区别
2 电路中的应用
自感和互感在电路设计中的实际应用
4 对电路理解的帮助
掌握自感和互感对电路行为的影响
《自感与互感》PPT课件
自感与互感 简介 本课程将深入介绍自感与互感的概念及其在电路中的应用。学习本课程后， 你将全面理解自感和互感的关系以及它们在电路中的作用。
自感
1
概念- 自感的定义源自- 自感的单位- 自感的计算公式
2
特性
- 自感电压的方向
- 自感对电流的影响
- 自感对变化速率的影响
互感
概念
- 互感的定义 - 互感的单位 - 互感的计算公式
特性
- 互感电压的方向 - 互感对电流的影响 - 互感对变化速率的影响
自感与互感的关系
定义比较
自感和互感的区别及共性
数学表达式比较
自感和互感在电路方程中的 表示方法
应用场景比较
自感和互感在不同领域中的 具体应用
自感和互感在电路中的应用
电感器与感性元件
学习如何使用电感器和感性元 件构建电路
交流电路中的电感
电磁感应中的自感与互感
电磁感应中的自感与互感在研究电磁感应现象时，我们经常会涉及到自感与互感的概念。
自感和互感是电磁感应中非常重要的性质，深入理解它们对于我们理解电磁现象的本质和应用于实际情况具有重要意义。
本文将着重探讨电磁感应中的自感与互感。
一、自感自感是指当电流通过一个导线时，所产生的磁场会影响到这个导线本身，从而使导线内部产生感应电动势，这种现象称为自感。
自感可以通过下面这个式子来计算：L = (μ₀N²A)/l其中，L代表自感系数，N代表线圈的匝数，A代表线圈的面积，l代表线圈的长度，μ₀代表真空中的磁导率。
从这个式子可以看出，自感与线圈的匝数、形状以及长度都有关系，匝数越多、面积越大、长度越长，自感就越大。
自感的一个重要性质是，它与电流的变化有关。
当电流发生变化时，自感会阻碍电流的变化，产生一个逆电动势。
这也是为什么在闭合电路中开关突然断开时，会产生火花的原因，因为自感阻碍了电流突然减小的变化。
二、互感互感是指当两个或更多个线圈靠近时，它们之间会相互影响，产生电磁感应。
这种现象称为互感。
互感可以通过下面这个式子来计算：M = k√(L₁L₂)其中，M代表互感系数，L₁和L₂分别代表两个线圈的自感系数，k代表线圈的耦合系数。
从这个式子可以看出，互感与线圈的自感系数和耦合系数都有关系，自感系数越大，互感也就越大。
互感的一个重要应用是变压器。
变压器通过互感的原理，实现了将交流电的电压从一个电路传输到另一个电路。
变压器中的一个线圈称为“初级线圈”，另一个线圈称为“次级线圈”。
当初级线圈中的电流变化时，次级线圈中也会有相应的电压变化。
这样，变压器就实现了电压的升降。
三、自感与互感的关系自感和互感有密切的关系。
实际上，互感本质上就是两个线圈之间的自感。
当两个线圈靠近时，它们的自感相互影响，从而产生互感。
自感和互感的大小不仅取决于线圈的特性，还取决于材料的性质和频率。
自感和互感对于交流电路的特性有很大的影响，我们在设计电路时需要充分考虑它们的影响。
大学物理自感和互感(一)
大学物理自感和互感（一）引言概述：在大学物理学中，自感和互感是电磁现象中非常重要的概念。
自感和互感不仅在电路中起着关键作用，还在电磁场理论中有着广泛的应用。
本文将详细探讨自感和互感的基本概念、定义、计算方法以及它们在电路和电磁场中的应用。
正文：一、自感的概念和基本特性1. 自感的定义和原理2. 自感的单位和表示方式3. 自感的计算方法4. 自感的影响因素5. 自感与能量的关系二、自感的应用1. 自感对直流电路中的影响2. 自感对交流电路中的影响3. 自感在电磁铁和电磁感应中的应用4. 自感在变压器和电感储能中的作用5. 自感在电磁波传输中的应用三、互感的概念和基本特性1. 互感的定义和原理2. 互感的单位和表示方式3. 互感的计算方法4. 互感的影响因素5. 互感与电路传输特性的关系四、互感的应用1. 互感在变压器中的作用2. 互感在电感耦合放大器中的应用3. 互感在电波传输线中的影响4. 互感在共振电路中的应用5. 互感在电磁波传输和通信中的应用五、自感和互感的比较与总结1. 自感和互感的相同点和区别2. 自感和互感的物理意义和实际应用3. 自感和互感对电路和电磁场的影响4. 自感和互感的计算和测量方法5. 自感和互感的研究方向和未来发展趋势总结：通过本文的介绍，我们了解到了自感和互感在大学物理中的重要性及其在电路和电磁场中的应用。
自感和互感的概念、特性、计算方法以及实际应用都被深入探讨。
希望读者通过本文的阐述，对自感和互感有更加全面的理解，并能将其应用于相关领域的研究和实践中。
自感和互感 课件
洛仑兹力与动生电动势 1、动生电动势：磁场不变，由导体运动引起磁通量的变化而产生的感应电动势 2、产生机理： 问题1：自由电荷会随着导线棒运动，并因此受到洛伦兹力，导体中自由电荷的合运动在空间大致沿什么方向运动？（为正电荷） 由左手定则可知，自由电荷将受到由C到D的力，所以自由电荷沿导线向下运动
互感和自感
一、感应电场与感生电动势 1、感应电场：变化的磁场在其周围空间激发的电场称为感应电场 特征：由于磁场的强弱变化，闭合电路中产生了感应电流，电路中的自由电荷是在感应电场作用下定向移动的，即由于感应电场的变化，在电路中形成了感应磁场，感应电场为涡旋电场。 注：静止的电荷激发的电场叫静电场，静电场电场线是由正电荷出发，终于负电荷，电场线是不闭合的，而感应电场是一种涡旋电场，电场线是闭合的。
R A2
S R1
实验二： 1、把灯泡A和带铁芯 的线圈L并联在直流电路中。 2、接通电路，待灯泡正常发光，断开电路。
A
L
S
实验1
A1、A2 使用规格完全一样的灯泡。 闭合电键S，调节变阻器 R 和 R1 ，使A1、 A2亮度相同且正常发光. 然后断开开关S。 重新闭合S，观察到什么现象？
反馈训练 1、实验一中，当电键闭合后，通过灯泡A1的电流随时间变化的图像为 图；通过灯泡A2的电流随时间变化的图像为 图。
I
t
I
t
I
t
I
t
A B C D
C
A
L A1
灯泡A2立刻正常发光， 跟线圈L串联的灯泡A1逐渐亮起来。
电路接通时，电流由零开始增加，穿过线圈L的磁通量逐渐增加，L中产生的感应电动势的方向与原来的电流方向相反，阻碍L中电流增加，即推迟了电流达到正常值的时间。
电磁感应中的自感与互感知识点总结
电磁感应中的自感与互感知识点总结电磁感应是研究磁场和电流之间相互作用的重要内容，其中自感与互感是电磁感应过程中的核心概念。
本文将对自感与互感这两个知识点进行总结，以便更好地理解电磁感应的原理和应用。
一、自感的概念与特点自感是指一个导体中的电流通过自身的磁场与其自身的磁场相互作用产生电动势的现象。
它的概念可以用法拉第电磁感应定律来描述：当一个电流变化时，它所产生的磁场会穿过自身，从而引起自感电动势的产生。
自感的特点如下：1. 自感电动势的方向与电流变化方向相反，符合楞次定律。
2. 自感电动势的大小与电流变化速率成正比，即ξ = -L(di/dt)，其中ξ表示自感电动势，L表示自感系数，di/dt表示电流变化的速率。
3. 自感系数L与导体的几何形状和材料特性有关，通常用亨利（H）表示。
二、互感的概念与特点互感是指两个或多个线圈中的电流通过它们产生的磁场相互作用，使得电流发生变化，从而产生电动势的现象。
互感也可以用法拉第电磁感应定律来描述：当一个线圈中的电流变化时，它所产生的磁场会穿过其他线圈，从而引起互感电动势的产生。
互感的特点如下：1. 互感电动势的方向与电流变化方向相反，符合楞次定律。
2. 互感电动势的大小与线圈的匝数、电流变化速率以及两个线圈之间的磁链有关，即ξ = -M(di/dt)，其中ξ表示互感电动势，M表示互感系数，di/dt表示电流变化的速率。
3. 互感系数M与线圈的几何形状和材料特性有关，通常用亨利（H）表示。
三、自感与互感的区别与联系自感和互感都是电磁感应的重要概念，它们之间既有区别，又有联系。
区别：1. 自感是指一个导体中的电流通过自身的磁场与其自身的磁场相互作用产生电动势，而互感是指两个或多个线圈中的电流通过它们产生的磁场相互作用，使得电流发生变化，从而产生电动势。
2. 自感主要考虑的是一个导体自身的磁场对自身所产生的影响，而互感主要考虑的是线圈之间的相互作用。
联系：1. 自感和互感都符合楞次定律，即电动势的方向与电流变化方向相反。
高考物理必考知识点详解—互感和自感
高考物理必考知识点详解—互感和自感互感和自感是电工学中非常重要的概念，它们是电子电路中起着关键作用的基本参数。
它们共同决定了电子电路中电压、电流和功率的响应，并控制着电子电路性能。
一般来说，互感是英文Inductance的缩写，它含义是一个电路中能够诱发一个激励电场产生一个电磁感应电场的电气特性，它表示传递电路的感应性。
通常情况下，互感也称作电感，它通常是一个电感器，有一个线圈和一个电子器件，其受到的外部电源的影响，产生一个感应电流和电压，这与环的匝数有关。
电感的表示一般使用L开头的单位：感度（Henry，H）或纳秒（Nano，Ln）。
自感是英文Capacitance的缩写，它是电路中能够出现电容性现象的特殊性质。
它表示电路中一个电容器的容量大小，也可以表示一个电容器部分或全部电路分立元件彼此之间的电容量。
自感作为一个电路参数，可以提供一种方式来应用电容到电路中，它根据电路中两个相距较近的电极之间的距离而不同。
电容的表示一般使用C开头的单位：法拉（farad， F）或皮法拉（pF）。
实际上，互感和自感通常是必需的，它们是两个重要的概念，任何电子电路都需要这两个参数，以保证其功能正常。
互感和自感电路参数具有高度的易变性，能够根据电路中电磁场的变化而变化。
电容和电感的当量（i.e.对于电路的同等影响）是一种重要的参数，它通常表示电路中电感和电容的综合，能够提供一种计算电路参数的捷径。
高考考试中常考互感和自感的内容涉及到电容和电感的定义、共振、交流电路的参数等。
其中，电容和电感线圈的定义在于电路中介绍使用了大量的电感和电容参数；电路中电感和电容的共振说明了电路可以实现自动激励，从而提高频率增益；电路参数是指电路由电容、电感和参考阻塞电路构成的参数，它们可以有效地控制着信号的强度和方向。
高考中使用此种参数，以显示某一特定电路中电容和电感的关系，也显示了微弱的利用参数，以实现特殊的功能，如减小噪音等。
总之，互感和自感是高考物理中的重要内容，考生在备考高考时，应了解电容和电感的概念、特性以及其在电子电路中的作用，从而及时掌握考试的知识点和考点，取得理想的考试成绩。
自感与互感
§11.2.1 自感
称为自感现象，相应的感应电动势称为自感电动势
i ≈
φ≈
εi
线圈
如果自身回路中的电流发生变化（或回路的形状发生变化）时→磁通量也将发生变化→激起感应电动势
1．自感现象
I
∝ψL 比例系数称为导体回路的自感系数
它的量值决定于回路的大小、形状、匝数以及周围的磁介质有关
２．自感系数
LI
=ψ单位：亨利（H ）
由毕奥萨伐尔定律：磁场与激发它的电流成正比
R2
I
I
r
l
r
l
r H H
μ=
int
i
I
=∑0
绕在同一圆柱上的两个直螺线管C 产生的感应电动势(互感电动势1 、N 2匝, C 1通电流I 1 ,C 2通电流I 21M =显然t I l N N R d d 1212
0πM d d 21-=2121R l I N πR N N I l
πμ2
122
2121I M =ψ12M =ψ
3)有时应注意避免互感现象引起的不良后果，1)变压器：电压和电流互感器，传递电信号电源变压器，中周变压器等，传递电能
2)互感器：金属探测器
磁屏蔽
4.互感的应用
例如发电厂输出的高压电流引入居民使用时
通讯线路和电力输送线之间靠的太近时会受到干扰；有线电话有时会因为两条线路之间的互感而造成串音，信息在传输过程中安全性会降低
R
2
I
I
r
选择环行体积元
d V=2πr h。
互感和自感 课件
题型二 自感现象的图象问题 如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，电感L
的电阻不计，电阻R的阻值大于灯泡D的阻值．在t＝0时刻闭 合开关S，经过一段时间后，在t＝t1时刻断开S.下列表示A、B 两点间电压UAB随时间t变化的图象中，正确的是( B )
内的磁场能转化为电能用以维持这个闭合回路中保持一定时间 的电流，电流逐渐减小，线圈中的磁场减弱，磁场能减少，当 电流为零时，线圈中原储存的磁场能全部转化为电能并通过灯 泡(或电阻)转化为内能．所以，在自感现象中是电能转化为线 圈内的磁场能或线圈内的磁场能转化为电能的过程，因此自感 现象遵循能量转化和守恒定律．
知识点二 自感现象 1．定义：由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应
现象． 2．本质分析：由法拉第电磁感应定律知道，穿过线路的磁
通量发生变化时，线路中就产生感应电动势．在自感现象中， 由于流过线圈的电流发生变化，导致穿过线圈的磁通量发生 变化而产生自感电动势．
3．从能量角度分析：在断电自感实验中，S断开前，线圈L
零．故选B. 点评：本题考查了综合运用楞次定律和欧姆定律分析自感现 象的能力，要注意电势差的正负．
线圈中电流开始减小，即从IA减小，故LA慢慢熄灭，LB闪亮后
才慢慢熄灭，C错误、D正确．
点评：(1)本题是通电自感和断电自感问题，根据是明确线圈中 自感电动势的方向是阻碍电流的变化，体现电流的“惯性”．
(2)分析自感电流的大小时，应注意“L的自感系数足够大，其
直流电阻忽略不计”这一关键语句． (3)电路接通瞬间，自感线圈相当于断路．
(3)自感电动势E感与哪些因素有关． 自感电动势E感可以写成E感＝n ，由于磁通量的变化是电
互感和自感 课件
(1)若开始 I1>I2，则灯 LA 会闪亮一下(I1、I2 差别越大闪亮越明显， 但差别过大有可能会烧坏灯泡)；即当线圈的直流电阻 RL<RLA 时， 会出现 LA 灯闪亮的情况。 (2)若 RL≥RLA，I1≤I2，则不会出现 LA 灯闪亮一下的情况，但灯 泡会逐渐熄灭。
因而电流 I0 保持不变
D．有阻碍电流增大的作用，
但电流最后还是增大到 2I0
图2
解析 当 S 合上时，电路的电阻减小，电路中电流要增大，故 L 要产生自感电动势，阻碍电路中的电流增大，但阻碍不是阻止； 当 S 闭合电流稳定后，L 的阻碍作用消失，电路的电流为 2I0，D 项正确。 答案 D
名师点睛 自感问题的求解策略 自感现象是电磁感应现象的一种特例，它仍遵循电磁感应定律。 分析自感现象除弄清这一点之外，还必须抓住以下三点：(1)自感 电动势总是阻碍电路中原来电流的变化。(2)“阻碍”不是“阻 止”。“阻碍”电流变化的实质是使电流不发生“突变”，使其 变化过程有所延缓。(3)当电路接通瞬间，自感线圈相当于断路； 当电路稳定时，相当于电阻，如果线圈没有电阻，相当于导线(短 路)；当电路断开瞬间，自感线圈相当于电源。
2．公式：E
＝L
ΔI Δt
，其中
L
是自感系数，简称自感或电感，单
位： 亨利 。符号： H 。1 mH＝10－3 H,1 μH＝10－6 H。
3．决定因素：与线圈的大小、形状、 匝数 ，以及是否有铁芯等
因素有关，与 E、ΔI、Δt 等无关。
[要 点 精 讲] 要点1 对自感现象的理解
(1)对自感现象的理解 自感现象是一种电磁感应现象，遵循法拉第电磁感应定律和楞次定 律。
要点2 对两类自感现象的理解
《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。
《自感和互感》课件
互感系数：描述互感现象的强 弱，与线圈之间的距离、形状、 材料等因素有关
互感现象：两个或多个线圈之 间通过电磁感应产生的相互影 响
应用：变压器、电感器、电 磁感应加热等
互感现象的影响：可能导致电 路参数变化，影响电路性能和
稳定性
线圈绕组结构：线圈绕组的形状、大小、位置等 线圈材料：线圈的材质、电阻率、磁导率等 线圈电流：线圈中的电流大小、方向、频率等 线圈间距：线圈之间的距离、角度等 线圈环境：温度、湿度、磁场等外部环境因素
线圈形状：线圈的形状和尺寸对自感系数有重要影响 线圈材料：线圈的材料和导电性能对自感系数有影响 线圈匝数：线圈的匝数越多，自感系数越大 线圈放置方式：线圈放置方式对自感系数有影响，如垂直放置、水平放置等 线圈周围环境：线圈周围环境的磁场、温度等对自感系数有影响
自感系数与线圈的匝数、形 状、尺寸、材料等因素有关
互感系数是描述两个线圈之间电磁感应关系的物理量
互感系数的大小与线圈的几何形状、尺寸、材料和位置有关
互感系数的正负号表示两个线圈之间的磁通方向是否相同
互感系数的物理意义在于描述两个线圈之间的电磁感应关系，对于电磁感应现象的研究和应 用具有重要意义。
自感和互感的应用
电流测量：通过自感 现象测量电流大小
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自感
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互感
自感和互感的应用
自感和互感的区别 与联系
自感
自感是指线圈自身电流变化引起的电磁感应现象
自感现象产生的原因是线圈中的电流变化导致磁场变化，从而产生感应电动势
自感现象在电路中表现为线圈两端的电压变化 自感现象在电磁学中具有重要的应用价值，如电感器、变压器等设备
高中物理之互感和自感知识点
高中物理之互感和自感知识点互感当一个线圈中电流变化，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的现象，称为互感。
互感现象中产生的感应电动势，称为互感电动势。
1应用利用互感现象可以把能量从一个线圈传递到另一个线圈（即互感现象可以把能量由一个电路传递到另一个电路），因此在电工技术和电子技术中有广泛应用。
变压器就是利用互感现象制成的。
2危害互感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间,且可发生于任何两个相互靠近的电路之间。
自感由于导体本身电流发生变化而产生的电磁感应现象。
1自感电动势自感现象中产生的感应电动势叫自感电动势。
2自感电动势的方向自感电动势的方向遵从楞次定律，由于在自感现象里，引起穿过线圈磁通量变化的原因是线圈自身的电流发生变化，因此，根据楞次定律可以得到自感电动势的方向总是“阻碍”引起自感电动势的电流的变化。
对“阻碍”含义的正确理解是：当自感电动势是由于电流增大而引起时，自感电动势阻碍电流增加，自感电动势方向与原电流方向相反；当自感电动势是由于电流减小而引起时，自感电动势阻碍电流减小，自感电动势方向与原电流方向相同。
3自感电动势的大小；L为自感系数；L跟线圈的大小，形状，圈数，以及是否有铁芯等因素有关。
线圈越粗，越长、单位长度上的匝数越密,横截面积越大,它的自感系数越大,另外有铁芯的线圈自感系数大大增加。
单位是亨利，符号是H，1H=103mH=106μH根据已知条件不同，自感电动势的大小可以有以下两种算法：由计算，其中n为线圈的匝数，为线圈中磁通量的变化率；由计算，其中L为线圈的自感系数，为线圈中电流的变化率。
自感现象的说明如图所示，当合上开关后又断开开关瞬间，电灯L为什么会更亮？①当合上开关后，由于线圈的电阻比灯泡的电阻小，因而过线圈的电流I2较过灯泡的电流I1大，当开关断开后，过线圈的电流将由I2变小，从而线圈会产生一个自感电动势，于是电流由c→b→a→d流动，此电流虽然比I2小但比I1还要大．因而灯泡会更亮。
什么是自感、互感？他们有什么区别与特点
什么是自感、互感？他们有什么区别与特点磁电感应与电磁感应，是电气领域广泛应用的能量转换方式。
比如电动机、变压器、整流器等，其转换过程离不开自感和互感两种方式。
什么是自感与互感呢？你清楚吗？很多电工虽然略懂一二，但只知皮毛。
并不能全面解释概念与熟知原理，下面我们将进行一一解答。
希望为你夯实电工基础提供支持与帮助！一、什么是自感、互感？1、自感:指当电流通过导体时，自身在电流变化的状态下，其周围产生电磁感应现象，叫做自感现象。
自感的产生与大小，与磁通匝数、自感系数、自感磁能、自感电压四个方面的因素所影响。
自感在电工、电器、无线电技术应用广泛，比如我们常见的接触器线圈、电磁阀、电感元件、电控锁等。
2、互感:当一个线圈产生电流变化时，临近线圈也随之产生电压电流变化。
人们把这种磁量转换的方式，称为互感现象。
互感的产生与大小，会受单线圈自感系数与互感系数（两个线圈的几何形状，大小，相对位置）所影响。
通过互感现象，能量可以从一次线圈传递给二次线圈。
如我们常见的变压器、感应线圈、稳压器等。
二、自感与互感的区别有哪些？1、自感是单线圈电磁感应，互感是双线圈电磁感应。
是两种不同的能量转换方式，但都是电磁感应的原理。
2、自感为电能转为磁能的性能方式，互感可实现一种电压电流转为另一种电压电流的方式。
3、自感为自身电磁感应，互感会受自感的影响因素而发生变化。
4、两种感应方式，在电子、电器中与其他电气元件相互连接，所实现的功能差异较大。
一般自感用于调频、谐振、电磁感应等作用。
互感则用于电路变压器、电压电流调节、电源稳压等用途。
通过上述内容，我们基本了解了自感、互感的含义解释与区别差异。
希望你潜心学习，应用掌握，不断巩固与提升自身的电气技术能力。
互感与自感的关系
互感与自感的关系互感和自感是两个物理概念，它们在电磁学和电路理论中起着重要的作用。
本文将探讨互感和自感之间的关系及其在电路中的应用。
一、互感和自感的定义互感是指两个或多个线圈或导体之间由于磁场的相互作用而产生的感应电势。
当电流通过一个线圈时，其磁场会影响附近的其他线圈，从而使其他线圈中有感应电势的产生。
这种现象称为互感。
自感是指电流通过一个线圈时，该线圈自身所产生的磁场对自身感应电势的影响。
当电流变化时，线圈中的磁场也会发生变化，从而在线圈中引起感应电势，这种现象称为自感。
二、互感和自感的关系互感和自感都是由于磁场变化而引起的感应电势，它们之间存在着密切的关系。
在电路中，互感和自感可以相互转换。
当两个线圈互相靠近时，它们之间会产生互感。
互感的大小与线圈的匝数、线圈之间的距离以及磁性材料的性质有关。
互感可以用数学公式表示为：M = k√(L1L2)其中，M表示互感系数，L1和L2分别表示两个线圈的自感系数，k表示两个线圈之间的耦合系数。
自感可以看作是互感的特殊情况，即只有一个线圈时的互感。
自感的大小与线圈的匝数、线圈的形状以及线圈中的电流有关。
自感可以用数学公式表示为：L = μ0μrN²A/l其中，L表示自感系数，μ0表示真空中的磁导率，μr表示线圈中的相对磁导率，N表示线圈的匝数，A表示线圈的横截面积，l表示线圈的长度。
互感和自感之间的关系可以通过互感和自感之比来描述，这个比值称为耦合系数。
耦合系数是一个介于0和1之间的数，表示互感和自感之间的相对强度。
当耦合系数等于1时，表示互感和自感完全一致；当耦合系数等于0时，表示互感和自感完全独立。
三、互感和自感的应用互感和自感在电路中有着广泛的应用。
它们可以实现信号的耦合、变压器的工作以及电路的滤波等功能。
1. 信号耦合：互感可用于将一个电路的信号传递到另一个电路中。
通过合适选择互感系数和耦合方式，可以实现信号的耦合和传输。
2. 变压器：变压器是基于互感的原理工作的。
互感和自感精品课件
L中电流增加，即推迟了电流达到正常值
的时间。
演示2
断电 论：P23
断 电 自 感
.
要 闪 亮 一 下 才 熄 灭
为 什 么 灯 不 是 立 即
熄
灭
，
而
再看一遍
.
现象分析
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。
第五章《电磁感应》
第六节 《互感和自感》
.
线圈L1
线圈L2
P G
G D
A
B
S
.
一、互感现象
1、定义：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，称为互感。互 感现象中产生的感应电动势，称为互感电动 势。 2、本质：一种电磁感应现象
.
3、应用：利用互感现象可以把能量从一个线圈传
递到另一个线圈，因此在电工技术和电子技术中有 广泛应用。变压器就是利用互感现象制成的。
2.自感现象中产生的电动势叫自感电动势。 自感电动势的作用：阻碍导体中原来的电流
变化。 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。
.
3.自感电动势的方向
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流方向相反； 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流方向相同。
2、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。
3、自感现象中产生的电动势叫自感电动势。
（1）自感电动势的作用：阻碍导体中原来的电流变
化。 （2）自感电动势大小：
E L I t
4、自感系数L：与线圈的大小、形状、圈数及有无 铁心有关
自感与互感PPT课件
知识点精讲
有一电感元件L=1H，通过此电感的电流随时间变化的波形如图4-10-3所示，若电压与电流的参
考方向一致，试计算各段电压并画出电压的波形。
∆
【解析】 = 0 − 4时：1 = ∆ = 1 ×
∆
= 4 − 6时：2 = ∆ = 1 ×
【解析】当电流互感器工作时，副边不允许开路，应将铁壳与副边绕组的一
端接地。电流互感器由升压变压器制成，原边绕组匝数少，副边绕组匝数多。因
此B错误。
知识点精讲
在0.02s内，通过一个线圈的电流由0.6A减小到0.4A，线圈产生5V的自感电动势，则线圈的自感
系数为 0.5
H。
【解析】由 =-L可得L=0.5H。
磁感应定律推导而得
∆
= −
∆
式中
∆——线圈中电流的变化量，单位是安［培］，符号为A；
∆——线圈中电流变化了Δi所用的时间，单位是秒，符号为s；
——线圈的自感系数，单位是亨［利］，符号为H；
——自感电动势，单位是伏［特］，符号为V。
公式中的负号表明自感电动势总是企图阻止电流的变化。
磁与电磁
考纲解读
一、最新考纲要求
1.了解自感现象和互感现象及应用；
2.了解自感和互感电动势；
3.了解自感和互感在生产、生活中的应用与危害。
二、考点解读
必考点：互感现象的产生及应用。
重难点：互感现象的产生及应用。
知识清单
1.自感现象与自感电动势
（1）自感现象
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
决定，与线圈中的电流大小无关。
知识清单
互感和自感课件
电流减小时，自感线圈中电流大小一定小于原先所通电 流大小，自感电动势可能大于原电源电动势．
如图 4－6－3 所示的电路中，三个相同的灯泡 a、b、c
和电感 L1、L2 与直流电源连接，电感的电阻忽略不计．电键 S 从闭合状态突然断开时，下列判断正确的有( )
A．a 先变亮，然后逐渐变暗
B．b 先变亮，然后逐渐变暗
【答案】 AD
综合解题方略——有线圈电路的分析方法
如图 4－6－5 甲、乙电路中，电阻 R 和电感线 圈 L 的电阻都很小．接通 S，使电路达到稳定，灯泡 A 发光， 则( )
甲
乙
图 4－6－5
A．在电路甲中，断开 S，A 将渐渐变暗 B．在电路甲中，断开 S，A 将先变得更亮，然后渐渐变 暗 C．在电路乙中，断开 S，A 将渐渐变暗 D．在电路乙中，断开 S，A 将先变得更亮，然后渐渐变 暗 【规范解答】 甲图中，电灯 A 与电感线圈 L 在同一个 支路中，流过的电流相同，断开开关 S 时，线圈 L 中的自感 电动势要维持原电流不变，所以，开关断开的瞬间，电灯 A 的电流不变，以后电流渐渐变小．
自感系数和磁场的能量
1.基本知识 (1)自感系数 ①自感电动势的大小 E＝ LΔΔIt ，其中 L 是自感系数，简称自感或电感． 单位：亨利，符号： H . ②决定线圈自感系数大小的因素 线圈的 大小 、 形状 、圈数 ，以及是否有铁芯等．
(2)磁场的能量 ①线圈中电流从无到有时，磁场从无到有，电源的能量 输送给 线圈 ，储存在 磁场 中． ②线圈中电流减小时， 线圈 中的能量释放出来转化为 电能．
B．I1 开始很小而后逐渐变大
C．I2 开始很小而后逐渐变大 D．I2 开始较大而后逐渐变小
图 4－6－1
互感和自感 课件
2．对电感线圈阻碍作用的理解 (1)若电路中的电流正在改变，电感线圈会产生自感电动势阻 碍电路中电流的变化，使得通过电感线圈的电流不能突变． (2)若电路中的电流是稳定的，电感线圈相当于一段导线，其 阻碍作用是由绕制线圈的导线的电阻引起的.
反思总结
(1)自感电动势阻碍线圈自身电流的变化，但不能阻止，即仍然 符合“增反减同”，并且自感电动势阻碍自身电流变化的结果，会 对其他电路元件的电流产生影响．
互感和自感
一、互感现象 1．互感：两个相互靠近的线圈，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 象叫互感． 2．实质：互感现象是一种常见的电磁感应现象． 3．互感的应用：利用互感现象可以把能量由一个线圈传递到 另一个线圈，如变压器、收音机的磁性天线． 4．危害：互感现象能发生在任何两个相互靠近的电路之间， 电力工程和电子电路中，有时会影响电路正常工作．
(4)类型：通电自感和断电自感.
电路
现象
自感电动势的作用
通电 自感
接通电源的瞬间，灯 泡 A1 较慢地亮起来
阻碍电流的增加
断电 自感
(RA>RL)
断开开关的瞬间，灯 泡 B 逐渐变暗．灯泡 A 闪亮一下，然后逐
渐变暗
阻碍电流的减小
2.自感系数
(1)自感电动势的大小：E＝LΔΔIt，式中 L 是比例系数，叫做自感 系数，简称自感或电感．
答案：AC
方法技巧
通、断电自感现象的判断技巧 (1)通电时线圈产生的自感电动势阻碍电流的增加且与电流方 向相反，使电流相对缓慢地增加． (2)断电时线圈产生的自感电动势与原电流方向相同，在与线圈 串联的回路中，线圈相当于电源，它提供的电流逐渐变小． (3)电流稳定时，若线圈有电阻时就相当于一个定值电阻，若不 计线圈的电阻时就相当于一根导线． (4)在分析自感现象时要抓住两点：一是线圈在电路中的位置、 结构；二是电路中电流的变化，如电流方向变化、电流大小突然变 化的情况等．
大学物理自感和互感
汇报人： 202X-01-01
目 录
• 自感 • 互感 • 应用 • 实验研究 • 自感和互感的区别与联系
01
自感
自感现象
通电自感
当一个线圈的电流发生变化时， 线圈会产生一个阻止电流变化的 磁场，这就是自感现象。
断电自感
当线圈中的电流突然中断时，线 圈会产生一个与原电流方向相同 的电动势，以保持电流的继续流 动，这也是自感现象。
应用
变压器、感应电机等。
03
ห้องสมุดไป่ตู้应用
自感在电路中的应用
延迟电流
当一个线圈中的电流发生变化时，会 产生自感电动势，阻碍电流的变化。 这种自感现象在电子设备和电力系统 中广泛存在，如镇流器、继电器等。
滤波器
自感可以用于制作低通、高通或带通 滤波器，用于控制电路中的信号频率 ，实现信号的筛选和处理。
互感在变压器中的应用
实验步骤
调节电源和可调电阻，使线圈中电流逐渐增大或减小，观察并记录电 压表的变化情况；多次测量并记录数据；根据数据计算出自感系数。
互感系数的测量
01
测量原理
通过测量两个线圈在相互感应过程中产生的感应电动势，结合线圈的电
感量计算出互感系数。
02
实验器材
两个相互靠近的自感线圈、电源、电压表、电流表、可调电阻等。
自感和互感在电路中的影响与作用
自感
在电路中，自感可以起到滤波、延迟和保护电路的作用。例如，电感器可以滤除交流信 号中的直流成分，延迟电流的变化速度，以及在电路短路时限制电流的上升速度，保护
电路不受损坏。
互感
在电路中，互感可以引起电压和电流的相位偏移，导致电路中的能量传输和转换受到影 响。因此，在设计和分析电路时需要考虑互感的影响，特别是在高频和强磁场的电路中
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讨论一N 匝线圈，如果线圈是密绕的，则每 一匝可近似看成一条闭合曲线，线圈电流激发的 穿过每匝的磁通量近似相等叫做自感磁通mL。当 mL变化时每匝的自感电动势为: d mL L dt 整个线圈是N 匝的串联，故整个线圈的自感 电动势为: d mL dN mL d mL L N dt dt dt
一、自感 当通电线圈中的电流变化时，电流所激发的 磁场就随之变化，因而使通过线圈自身的磁通量 也发生变化，使线圈自身产生感应电动势，这种 现象称为自感，所产生的电动势称为自感电动势。
R L
A1 A2
K接通，灯泡A1立刻 就亮，而灯泡A2逐渐变亮。 K断开，灯泡A1灭后
i
K
再亮然后逐渐变暗，而灯 泡A2逐渐变暗。
I2
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如图，若线圈1中电流I1在线圈2中产生的磁 通量为m12，则m12与电流I1成正比，即:
I1 I2
m 12 M 12 I 1
同理: m 21 M 21 I 2
互感系数
实验证明比例系数: M12 M 21 M 若线圈为N匝，则:
L1
L2
12 N 212 MI1、 21 N 1 21 MI2
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自感电动势L与线圈电流I 的关系
所以，线圈激发的磁场在任一点的磁感应强 度B都是与线圈中的电流I成正比的，即: B I 通过N匝线圈的磁链为: mL N mL I 比例系数为该线圈的自感系数L，即: mL LI 自感系数L在数值上等于单位电流引起的自感 磁链，单位: 亨利 H d mL dI L 线圈的自感电动势为: L dt dt
互感电动势为:
d 12 dI1 d 21 dI2 12 M 、 21 M dt dt dt dt
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例题: 两同轴长直密绕螺线管的互感 如图，有两个长度为l，半径分别为r1和r2，匝 数分别为N1和N2的同轴长直密绕螺线管。试计算 l 它们的互感。 解: 设有电流I1通过半径为r1的 r2 螺线管，此螺线管内的磁感强 r1 N1 度为: B1 0 I1 0 n1 I1 通过螺线管2的磁链为: m N 2 B1 S1 n2 lB(r12 ) 0 n1n2 lr12 I1 互感为: M m n n lr 2
N 所以: L 0息学院 物理教研室
二、互感 两个相邻的线圈1和2中分别通有电流I1和I2， 当线圈1中的电流改变时，将引起线圈2中磁通量 的变化，因而在线圈2中产生感应电动势。同理， 线圈2中的电流改变时，也会在线圈1中产生感应 电动势，这种现象称为互感，互感中出现的电动 势称为互感电动势。 B2 I1 B1
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Idl r 由毕奥—萨伐尔定律，有: dB 3 4 r
例题: 求一个长为l，横截面积为S、总匝数为N的 中空细长单层密绕螺线管的自感系数L。 解: 设螺线管通有电流I，则管内有: B 0 nI 通过每匝线圈的磁通量为: m BS 0 nIS 通过线圈的磁链为: m N m N 0 nIS 0 n 2 IV
I1
0 1 2 1
l
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