互感与自感ppt课件

4.6 互感和自感1GP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？GP线圈L1线圈L2滑动变阻器P滑动时：线圈2中是否有感应电2一、互感现象一、互感现象1 1、当一个线圈中电流变化，在另一个线圈中产生感应电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，称为动势的现象，称为互感互感。互感现象中产生的感应电动势，。互感现象中产生的感应电动势，称为称为互感电动势。互感电动势。2 2、利用互感现象可以把能量从一个线圈传递到另一个线、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。就是利用互感现象制成的。一、互感现象1、当一个线圈中电流变化，在另一个线圈中产生感3 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。4GP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中产生感应中产生感应 电动势电动势线圈线圈1中是否也会发生电磁感应象？中是否也会发生电磁感应象？GP线圈L1线圈L2滑动变阻器P滑动时：线圈2中产生感应 5二、自感现象二、自感现象1、由于导体由于导体本身的电流本身的电流发生变化而发生变化而产生的电磁感应现象，叫产生的电磁感应现象，叫自感现象自感现象。(“自我感应自我感应”)2、自感现象中产生、自感现象中产生的电动势叫的电动势叫自感电动自感电动势势。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6开开关关闭闭合合现现象象？演示1A A2 2 先亮先亮 A A1 1 后亮后亮开关闭合现象？演示1A2 先亮 A1 后亮7实验一：通电自感实验一：通电自感现象：现象：在闭合开关瞬间，在闭合开关瞬间，灯灯A2立刻正常发光，立刻正常发光，A1却比却比A2迟一段时间才正常发光。迟一段时间才正常发光。原因：原因：由于线圈自身的磁通量增加而产生了感应由于线圈自身的磁通量增加而产生了感应电动势，这个电动势总是阻碍磁通量的变化即阻碍电动势，这个电动势总是阻碍磁通量的变化即阻碍线圈中电流的变化，故通过线圈中电流的变化，故通过A1的电流不能立即增大，的电流不能立即增大，A1的亮度只能慢慢增加，最终与的亮度只能慢慢增加，最终与A2相同。相同。结论结论1:自感电动势自感电动势的作用的作用 “阻碍阻碍”原电流的增加，但最终没有原电流的增加，但最终没有“阻止阻止”其增加其增加实验一：通电自感结论1:自感电动势的作用8例例1.实验一中，当电键闭合后，实验一中，当电键闭合后，通过灯泡通过灯泡A1的电流随时间变化的的电流随时间变化的图像为图像为 _图；通过灯泡图；通过灯泡A2的电的电流随时间变化的图像为流随时间变化的图像为_图。图。ItItItItA B C DCA课堂例题例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9触摸电压实验工作原理：工作原理：利用充电电池供电能产生利用充电电池供电能产生30万伏万伏的高压，使侵犯者瞬间失去的高压，使侵犯者瞬间失去抵抗力，而这种抵抗力，而这种高压低电流高压低电流的工作原的工作原理，是不会造成严重伤害的。理，是不会造成严重伤害的。触摸电压实验工作原理：利用充电电池供电能产生30万伏的高压，10开开关关断断开开现现象象？演示2灯泡灯泡闪亮闪亮后熄灭后熄灭开关断开现象？演示2灯泡闪亮后熄灭11实验二：断电自感实验二：断电自感 结论结论2:自感电动势自感电动势的作用的作用 “阻碍阻碍”原电流的减少，但最终没有原电流的减少，但最终没有“阻止阻止”其减少其减少实验二：断电自感 结论2:自感电动势的作用12例例2.在实验二中，若线圈在实验二中，若线圈L的电阻的电阻RL与灯泡与灯泡A的电阻的电阻RA相等，则电键断开前后通过线相等，则电键断开前后通过线圈的电流随时间的变化图像为圈的电流随时间的变化图像为_图，通过图，通过灯泡的电流随时间的变化图像为灯泡的电流随时间的变化图像为_图；图；若若RL远小于远小于RA，则电键断开前后通过线圈的电流随时，则电键断开前后通过线圈的电流随时间的变化图像为间的变化图像为_图，通过灯泡的电流图像为图，通过灯泡的电流图像为_图。图。A B C DItItItItACBD课堂例题例2.在实验二中，若线圈L的电阻RL与灯泡A的电阻RA相等，13三、自感系数三、自感系数1 1、自感电动势的大小：与电流的变化率成正比、自感电动势的大小：与电流的变化率成正比2 2、自感系数、自感系数 L L简称自感或电感简称自感或电感（1 1）决定线圈自感系数的因素：）决定线圈自感系数的因素：（2 2）自感系数的单位：）自感系数的单位：亨利亨利，简称亨，符号是，简称亨，符号是 H H。常用单位：毫亨（常用单位：毫亨（m Hm H）微亨（微亨（H H）实验表明，线圈越大，越粗，匝数越多，自感实验表明，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。没有铁芯时大得多。3 3、自感物理意义：描述线圈产生自感电动势的能力、自感物理意义：描述线圈产生自感电动势的能力三、自感系数1、自感电动势的大小：与电流的变化率成正比2、自14自感系数很大有时会产生危害：自感系数很大有时会产生危害：15四、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？甚断开后，灯泡的发光会持续一段时间？甚至会比原来更亮？试从能量的角度加以讨至会比原来更亮？试从能量的角度加以讨论。论。开关闭合时线圈中有电流，电流产生磁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，线场，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圈作用相当于电源，把磁场中的能量转化成电能。成电能。四、磁场的能量 问题：在断电自感的实验中，为什么开关断开16学以致用：学以致用：例例1：关于自感现象，下列说法正确的是（：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、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、线圈中产生的自感电动势较大时，其自感系数 一定较大一定较大C、对于同一线圈，当电流变化较快时，线圈中的、对于同一线圈，当电流变化较快时，线圈中的 自感系数较大自感系数较大D、对于同一线圈，当电流变化较快时，线圈中的、对于同一线圈，当电流变化较快时，线圈中的 自感电动势也较大自感电动势也较大D学以致用：例1：关于自感现象，下列说法正确的是（17 例例2 2、如图所示，、如图所示，L L为自感系数较大的为自感系数较大的线圈，电路稳定后小灯泡正常发光，线圈，电路稳定后小灯泡正常发光，当断开电键的瞬间会有当断开电键的瞬间会有A 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 L 18例例3.3.如图所示，两个电阻均为如图所示，两个电阻均为R R，电感，电感线圈线圈L L的电阻及电池内阻均可忽略不计，的电阻及电池内阻均可忽略不计，S S原来断开，电路中电流原来断开，电路中电流 ，现将现将S S闭合，于是电路中产生了自感电动势，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（此自感电动势的作用是（）A.使电路的电流减小，最后使电路的电流减小，最后 减小为零减小为零B.有阻碍电流增大的作用，最后电流小于有阻碍电流增大的作用，最后电流小于C.有阻碍电流增大的作用，因而电流总保持不变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有阻碍电流增大的作用，但电流最后还是变为D例3.如图所示，两个电阻均为R，电感使电路的电流减小，最后 19例例4：如图所示，电路甲、乙中，电阻：如图所示，电路甲、乙中，电阻R和自感线圈和自感线圈L的的电阻值都很小，接通电阻值都很小，接通S，使电路达到稳定，灯泡，使电路达到稳定，灯泡D发光。则（发光。则（）A在电路甲中，断开在电路甲中，断开S，D将逐渐变暗将逐渐变暗B在电路甲中，断开在电路甲中，断开S，D将先变得更亮，然后渐渐变暗将先变得更亮，然后渐渐变暗C在电路乙中，断开在电路乙中，断开S，D将渐渐变暗将渐渐变暗D在电路乙中，断开在电路乙中，断开S，D将变得更亮，然后渐渐变暗将变得更亮，然后渐渐变暗AD例4：如图所示，电路甲、乙中，电阻R和自感线圈L的A在电路20一、互感现象一、互感现象二、自感现象二、自感现象1、由于导体由于导体本身的电流本身的电流发生变化而产生的电磁感应发生变化而产生的电磁感应现象，叫现象，叫自感现象自感现象。1.当一个线圈中电流变化，在另一个线圈中产生感应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，称为电动势的现象，称为互感互感。2.应用：变压器应用：变压器2、通电自感通电自感 产生的感应电动势产生的感应电动势阻碍阻碍自身电流的自身电流的增大增大 断电自感断电自感 产生的感应电动势产生的感应电动势阻碍阻碍自身电流的自身电流的减小减小三、自感系数三、自感系数1、自感电动势的大小：、自感电动势的大小：2、自感系数、自感系数L：与线圈的大小、形状、圈数及有无铁芯有关：与线圈的大小、形状、圈数及有无铁芯有关小结小结一、互感现象二、自感现象1、由于导体本身的电流发生变化而产生21