第三讲 自感和互感 涡流 电磁阻尼和电磁驱动

第三讲：自感和互感涡流电磁阻尼和电磁驱动

知识要点

1.自感现象

2.自感电动势与自感系数

3.涡流

4.电磁阻尼、电磁驱动

学习目标：

1．了解互感和自感现象，以及对它们的利用和防止。

2．能够通过电磁感应有关规律分析通电、断电时自感现象的成因，以及磁场的能量转化问题。

3．了解自感电动势的计算式，知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量，知道它的单位。

4、了解涡流是怎么产生的，了解电磁阻尼和电磁驱动。

5、了解涡流现象的利用和危害。

6、通过对涡流实例的分析，了解涡流现象在生活和生产中的应用。

课前检测

要点一、互感现象

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．利用互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈．

要点诠释：

（1）互感现象是一种常见的电磁感应现象，它不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间，而且可以发生于任何相互靠近的电路之间。

（2）互感现象可以把能量从一个电路传到另一个电路。变压器就是利用互感现象制成的。

（3）在电子电路中，互感现象有时会影响电路的正常工作，应设法减小电路间的互感。要点二、自感现象

1．实验

如图甲所示，首先闭合S后调节R，使12

A A

、亮度相同，然后断开开关。

再次闭合S，灯泡

2

A＿＿＿＿而跟线圈L串联的灯泡

1

A＿＿＿＿＿。

图乙实验叫断电自感。断开S的瞬间，＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

2．结论

由于通过线圈自身的电流发生变化时，线圈本身产生感应电动势的现象叫自感现象。由于自感而产生的感应电动热叫自感电动势。

要点诠释：

1．自感电动势的作用：

总是阻碍导体中原电流的变化，即总是起着推迟电流变化的作用。

2．自感电动势的方向：

增反减同

3．自感电动势大小：

i

E L

t

?

=

?

自

，大小由电流变化的快慢和自感系数L决定。

1

2

要点三、自感系数

自感系数是表示线圈产生自感电动势本领大小的物理量，简称为自感或电感，用L 表示。 要点诠释：

（1）大小：线圈长度越长，线圈横截面积越大，单位长度上匝数越多，线圈的自感系数越大；线圈有铁芯比无铁芯时自感系数大得多。

（2）物理意义：表征线圈产生自感电动势本领大小的物理量，数值上等于通过线圈的电流在1s 内改变lA 时产生的自感电动势的大小。

（3）单位：亨利（符号H ），1亨=3

10毫亨=6

10微亨（3

6

1H 10mH 10

H μ==）

。

要点四、电感和电阻的比较 1．阻碍作用:

电阻R 对电流有阻碍作用，电感L 对电流的变化有阻碍作用。 2．大小因素:

电阻越大，对电流的阻碍越大，产生的电势差越大；

电感越大，对电流的变化阻碍作用越大，产生的自感电动势越大。 3．决定因素:

电阻R 决定于导体长度、横截面积、材料电阻率；

电感L 决定于线圈长度、横截面积、匝数、有无铁芯等。 4．联系:

电感和电阻都是反映导体本身性质的物理量。

要点六、线圈对变化电流的阻碍作用与对稳定电流的阻碍作用的比较 1．两种阻碍作用产生的原因不同

线圈对稳定电流的阻碍作用，是由绕制线圈的导线的电阻决定，对稳定电流阻碍作用的产生原因，是金属对定向运动电子的阻碍作用。

而线圈对变化电流的阻碍作用，是由线圈的自感现象引起的，当通过线圈中的电流变化时，穿过线圈的磁通量发生变化，产生自感电动势，阻碍线圈中电流变化。

2．两种阻碍作用产生的效果不同

在通电线圈中，电流稳定值为L E R ／，由此可知，线圈的稳态电阻决定了电流的稳定值。

L 越大，电流由零增大到稳定值的时间越长，也就是说，线圈对变化电流的阻碍作用越大，电流变化的越慢。

总之，稳态电阻决定了电流所能达到的稳定值，对变化电流的阻碍作用决定了要达到稳定值所需的时间。

要点七、在断电自感中，灯泡是否闪亮一下的判断方法

如图所示电路中，当开关

S 断开后，灯泡A 是否会闪亮一下？闪亮一下的条件是什么？

要点八、电路中电流大小变化的判断方法

在进行分析计算时，要注意：①如果电感线圈的直流电阻为零，那么电路稳定时可认为线圈短路；②在电流由零增大的瞬间可认为线圈断路。

要点九、涡流

当线圈中的电流随时间变化时，线圈附近的任何导体中都会产生感应电流，电流在导体内自成闭合回路，很像水中的旋涡，把它叫做涡电流，简称涡流。