6.3自感与互感(精品)

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2007.11,北京大学物理学院王稼军编,*,互感和自感,p256 6-8,、,9,、,10,美国物理学家亨利（,J.Henry,）,讨论由电流变化而引起的感应电动势中,电动势与电流变化率的关系,由于亨利的工作，人们对电磁感应现象的认识又向前跨进了一步。电磁感应还可区分为,自感应,和,互感应,2007.11,北京大学物理学院王稼军编,自感现象,自感应：,回路中因自身电流变化引起的感应电动势,S,1,与,S,2,是两个相同的灯泡；,R=R,L,现象：,(a),接通,K,瞬间，,S,1,比,S,2,先亮,(b),断开瞬间，灯泡突然亮一下,为什么？,接通,K,或切断,K,，,由于电流变化导致磁场变化,磁通匝链数,2007.11,北京大学物理学院王稼军编,自感系数,=LI,比例系数为,L,，,称为自感系数,L,只与线圈大小、几何形状、匝数、以及介质性质有关。,感应电动势还可以表示成,比例系数？,总是反抗回路上电流的变化,单位,：,亨利,（,H,）,2007.11,北京大学物理学院王稼军编,例题,例题：,求长为,l,的传输线的电感,方法：,求,B,L,2007.11,北京大学物理学院王稼军编,同轴电缆,同轴电缆中间的线是实心导体圆柱,传输线的结果也可用于同轴电缆，为什么？,由于传输高频信号时有趋肤效应存在电流分布在圆柱体表面,例如一根半径,R,1.0cm,的铜导线，其截面上的电流密度随频率变化的情况如图所示,2007.11,北京大学物理学院王稼军编,趋肤效应,为什么在电流变化时会有趋肤效应产生？,I,变,B,变,I,(,涡电流,),在一个周期内大部分时间里轴线附近,I,与,I,方向相反,而表面附近,I,和,I,同向,所以轴线附近的电流被削弱,表面附近的电流被加强,趋肤效应,2007.11,北京大学物理学院王稼军编,趋肤效应的后果及应用,传输高频信号时，由于趋肤效应会使导线的,有效截面减少,，从而是,等效电阻增加,对铁来说，由于,大，即使频率不太大，趋肤效应也很明显，,对于良导体，在高频下的,趋肤深度,很小，即电流仅分布在导体表面很薄的一层,工业上可用于金属表面的,淬火,2007.11,北京大学物理学院王稼军编,互感应,互感现象,由于其它电路中电流变化在回路中引起的感应电动势的现象,N,1,N,2,自感磁通匝链数,互感磁通匝链数,线圈,1,线圈,2,比例系数为,M,21,和,M,12,，,其值取决于线圈大小、匝数、几何形状、,两线圈的相对位置,2007.11,北京大学物理学院王稼军编,互感电动势,线圈,1,电流变化在线圈,2,中产生的感应电动势为,线圈,2,电流变化在线圈,1,中产生的感应电动势为,互感系数,可以证明,例题,7:,先算,再算,M,2007.11,北京大学物理学院王稼军编,耦合系数,线圈相对位置不同，,M,的值不同,设,耦合系数,几何尺寸相同,2007.11,北京大学物理学院王稼军编,两个线圈串联的自感系数,L,1,L,2,=?L,一般情况不等，与串联方式有关,串联方式,串联顺接：,1,尾与,2,头接,L,=,L,1,L,2,+2M,串联反接：,1,尾与,2,尾接,L,=,L,1,L,2,-2M,无漏磁时,2007.11,北京大学物理学院王稼军编,2007.11,北京大学物理学院王稼军编,