課程內容
《互感和自感、渦流 電磁阻尼和電磁驅動》
在法拉第的試驗中兩個線圈并沒有用導線連接,當一個線圈中的電流變化時,在另一個線圈中為什么會產生感應電動勢呢?
一、互感現象
1、當一個線圈中電流變化,在另一個線圈中產生感應電動勢的現象,稱為互感。互感現象中產生的感應電動勢,稱為互感電動勢。
2、互感現象不僅發生于繞在同一鐵芯上的兩個線圈之間,且可發生于任何兩個相互靠近的電路之間。
二、自感現象
1、由于導體本身的電流發生變化而產生的電磁感應現象,叫自感現象。
2、自感現象中產生的電動勢叫自感電動勢。
自感電動勢的作用:阻礙導體中原來的電流變化。
三、自感系數
1、自感電動勢的大小:與電流的變化率成正比
E=L(△I/△t)
2、自感系數L——簡稱自感或電感
(1)決定線圈自感系數的因素:
實驗表明,線圈越大,越粗,匝數越多,自感系數越大。另外,帶有鐵芯的線圈的自感系數比沒有鐵芯時大得多。
(2)自感系數的單位:亨利,簡稱亨,符號是H。
常用單位:毫亨(mH) 微亨(μH)
四、磁場的能量
例題:如圖所示的電路中,D1和D2是兩個相同的小燈泡,L是一個自感系數相當大的線圈,其阻值與R相同。在電鍵接通和斷開時,燈泡D1和D2亮暗的順序是( )
A、接通時D1先達最亮,斷開時D1后滅
B、接通時D2先達最亮,斷開時D2后滅
C、接通時D1先達最亮,斷開時D2后滅
D、接通時D2先達最亮,斷開時D1后滅
五、渦流
1、當線圈中的電流隨時間變化時,這個線圈附近的任何導體中都會產生感應電流——渦流。
2、金屬塊中的渦流也要產生熱量。
3、應用
(1)利用 a、真空冶煉爐 b、探雷器
(2)減少
線圈中流過變化的電流,在鐵芯中產生的渦流使鐵芯發熱,浪費了能量,還可能損壞電器。
減少渦流的途徑:
a、增大鐵芯材料的電阻率,常用的材料是硅鋼。
b、用互相絕緣的硅鋼片疊成的鐵芯來代替整塊硅鋼鐵芯。
六、電磁阻尼
當導體在磁場中運動時,感應電流會使導體受到安培力,安培力的方向總是阻礙導體的運動——電磁阻尼。
七、電磁驅動
如果磁場相對于導體轉動,在導體中會產生感應電流,感應電流使導體受到安培力的作用,安培力使導體運動起來,這種作用常常成為電磁驅動。
交流感應電動機就是利用電磁驅動的原理工作的。
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王老師
女,中教高級職稱
一直擔任高中物理的教學工作,有清晰的理性思維,豐富的高考備考經驗,教學方式嚴謹、活潑。