自感和互感

思考2：
A
SBiblioteka Baidu
S接通瞬间，线圈L本身中会不会产生感应 电动势？
二、自感现象 1、自感：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。(“自我感应”) 2、自感电动势：自感现象中产生的电动势叫自感 电动势,用E表示。 3、自感电动势作用：阻碍原线圈中的电流变化。 4.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。
A
S
2.下列说法正确的是（
）
A．日光灯开始工作时，需要启动器
B．日光灯开始工作时，不需要镇流器
C．日光灯正常工作时，需要启动器
D．日光灯正常工作时，不需要镇流器
5.自感系数很大有时会产生危害：
6. 防止：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，在这类 电路中应采用特制的开关。
增反减同
演示实验1 ：A1、A2是规格完全一样的灯泡.闭合 电键S,调节变阻器R,使A1、A2亮度相同,再调节R1, 使两灯正常发光,然后断开开关S.重新闭合S,观察 到什么现象?
通 电 自 感
现象：灯泡A2立刻正常发光, 灯泡A1逐渐亮起来。 分析: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。
例：如图，L为一个纯电感线圈（直流电阻为零） ，A为一个灯泡，下列说法正确的是： A、开关S接通瞬间无电流通过灯泡 B、开关S接通后，电路稳定时，无电流通过灯泡 C、开关S断开瞬间无电流通过灯泡 D、开关S接通瞬间及接通稳定后，灯泡有由a到b 的电流，而在开关S断开瞬间，灯泡中有从b到a 的电流 L
a A b
S
分析 ：
L
a
b
分析 ：
L
a
b
1.如图所示，L为自感系数较大的线圈，电路稳 定后小灯泡正常发光，当断开电键的瞬间会有 A 、 灯A立即熄灭 B 、 灯A慢慢熄灭 C 、 灯A突然闪亮一下再慢慢熄灭 D 、 灯A突然闪亮一下再突然熄灭
L
A
2.如图所示，线圈的直流电阻为10Ω,灯泡电阻 R=20 Ω,线圈的自感系数很大,电源的电动势6V， 内阻不计,则在闭合S的瞬间，通过L的电流为 0 A, 通过灯的电流为 0.3 A;S闭合后电路中的电流稳定 时断开S的瞬间,通过灯的电流为 0.6 A，方向与原 电流方向 相反 ，灯泡 会 （填会或不会）闪亮 L 一下后熄灭。
第四章 电磁感应 第 6节
互感和自感
在法拉第的实验中两个线圈并没有用导线连 接，当一个线圈中的电流变化时，在另一个线圈 中产生感应电流（说明产生了感应电动势）。
思考1：
开关S
B A
S
在图中接通Ｓ，B线圈会不会产生感应电 动势？为什么?
一、互感现象 1、互感：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、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。
有人借用力学中的术语，说线圈能够体现电的“惯性”。
通电自感
断电自感
1.关于自感现象，下列说法正确的是（ ） A、感应电流一定和原电流方向相反 B、线圈中产生的自感电动势较大时，其自感系 数一定较大 C、对于同一线圈，当电流变化较快时，线圈中 的自感系数较大 D、对于同一线圈，当电流变化较快时，线圈中 的自感电动势也较大
电流分析： i i
iL iL
i i A
O
t
iL
任何断电现象时都会闪亮一下吗? i iL i
iL
1.当iL＞iA时,会闪一下,再逐渐熄灭； 当iL≤iA时,不会闪,逐渐熄灭。 2.原来的iL和iA哪一个大，要由L的直流电阻RL与A的电阻RA 的大小来决定： 如果RL≥RA，则iL≤iA；如果RL<RA，则iL>iA。
收音机里的磁性天线.
问题情景： 如图闭合开关瞬间，CD中会有感应电流吗？这是 互感吗？
•
• •
C A
• • • × •
•
• × •
•
I
•
• •× • × • • • •
• G
•
• • • × • • • • • •D
B S
3、互感现象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两个相互靠近的电路 之间。在电力工程中和电子电路中，互感现象有 时会影响电路的正常工作，要设法减小互感。
线圈中出现的感应电动势只是阻碍 了原电流的的变化，而非阻止，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，A1最终会正常发光。
电流分析：
i1
i2
I
i
2
i1
t
当电键闭合后，通过灯泡A1的 C 电流随时间变化的图像为 ___ 图；通过灯泡A2的电流随时间变 A 图。 化的图像为___
I I I I
S
思考3：
自感电动势与什么因素有关？为了使灯泡闪亮 效果更明显对线圈L应该有什么样的要求?
三、自感系数 1、自感电动势的大小：与电流的变化率成正比 2、 L：自感系数——简称自感或电感 实验表明，线圈越大，越粗，匝数越多， 自感系数越大。另外，带有铁芯的线圈的自感系 数比没有铁芯时大得多。 3、单位：亨利，简称：亨，符号： H。 常用单位：毫亨（m H） 微亨（μH）
2.如图所示，两个电阻均为R，电感 线圈L的电阻及电池内阻均可忽略不计， E S原来断开，电路中电流 I 2 R ， 现将S闭合，于是电路中产生了自感电动势， 此自感电动势的作用是（ ）
0
A.使电路的电流减小，最后 I 0 减小为零 B.有阻碍电流增大的作用，最后电流小于 I 0 C.有阻碍电流增大的作用，因而电流总保持不变 D.有阻碍电流增大的作用，但电流最后还是变为 2 I 0
t
A B
t
C
t
D
t
演示实验2 ：接通电路,待灯泡A正常发光.然后断开 电路,观察到什么现象? iA
断 电 自 感
iL
.
现象: S断开时,A 灯突然闪亮一下才熄灭。 分析：在电路断开的瞬间，通过线圈L的电流突然减弱， 穿过线圈的磁通量也就很快减少，因而在线圈L中产生与 原电流方向相同的感应电动势。虽然这时电源已经断开， 但线圈L和灯泡A组成了闭合电路，在这个电路中有感应电 流通过，所以灯泡不会立即熄灭。
I EL t
4. 应用： 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。
(1)双线绕法消除自感：
由于两根平行导线中的 电流方向相反，它们的磁 场可以互相抵消，从而可 以使自感现象的影响减弱 到可以忽略的程度。
（2）日光灯原理：
①日光灯结构： ②镇流器的作用——是自感系 数很大的带铁心的线圈，启动 时，产生高电压，帮助点亮灯 泡； 正常工作时的线圈起降 压限制电流作用，保护灯管。 ③启动器的作用——自动开关 可用普通开关或短绝缘导线代 替。正常工作时不起作用，可 以去掉。
思考4：
为何通电时，与电感线圈相连的灯会延迟一会 儿才达到最后的亮度？为何断电时，和电感线圈 组成闭合电路的灯会闪亮一下后才熄灭？
四、磁场的能量 1、通电自感：通电时，电能首先要转化为线圈磁 场能，然后再转化为灯A1的电能，故灯A1过一会儿 才亮。 2、断电自感：断电前，线圈中有电流，则线圈中 有磁场能，断电后，线圈存有的磁场能通过灯释 放出来，使灯延迟熄灭。
瞬时开关
瞬时高压 电源
正常工作时降 压限流
1.家用日光灯电路如图，S为启动器，A为灯管，L为镇流 器，关于日光灯的工作原理，下列说法正确的是：（ ） A. 镇流器的作用是将交流电变为直流电 B. 在日光灯的启动阶段，镇流器能提供一个瞬时高压， 使灯管开始工作 C.日光灯正常发光时，启动器的两个触片是分离的 D.日光灯发出柔和的白光是由汞原子受到激发后直接辐射 的 ～ 220V L
S
R2 R1
A1 A2
4.如图AB是相同的小灯泡，L是带铁芯的线圈， 电阻不计，调节R，电路稳定时，两灯泡都正常 发光，则在开关合上和断开时 （ ） A、两灯同时亮，同时灭 B、合上S，B比A先达到正常发光状态 C、断开S，AB两灯都不会立即 灭，通过AB两灯的电流方向都 与原电流方向相同 D、断开S时，A灯会突然闪亮 一下后，再熄灭
3.L是一带铁芯的线圈，R为电阻。两条支路的直 流电阻相等。那么在接通和断开电键的瞬间，两 电流表的读数I1、I2的大小关系是（ ） A、接通时I1<I2，断开时I1>I2； B、接通时I2<I1，断开时I1=I2； C、接通时I1>I2，断开时I1<I2； D、接通时I1=I2，断开时I1<I2。