互感 自感和磁場能量

1、感生電動勢互感電動勢實際電路中自感電動勢 磁場 變化13.4互感 兩個相鄰的載流回路，當(dāng)一個回路中的電流發(fā)生變化時，在另一個回路中產(chǎn)生磁通量的變化，從而引起感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象叫互感現(xiàn)象，相應(yīng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢叫互感電動勢。 一、互感概念這兩個回路通常叫做互感耦合回路。二、互感電動勢二、互感電動勢的計算的計算設(shè)回路1通電流1i1i12121iM121idtd2121dtdMidtdiM211121M21：互感系數(shù)：互感系數(shù)dtdiM21212同理：同理：1i2iB1，求變化時，回路2中的互感電動勢11iB dtdiM121互感系數(shù)決定于回路的形狀、尺寸、相對位置以及周圍磁介質(zhì)的分布情況，和電流無關(guān)。

2、 對于一對固定的回路，其互感系數(shù)是常數(shù)。 三、互感系數(shù)（互感）三、互感系數(shù)（互感）MMM122112121iM21212iM1.定義2.性質(zhì): 反映電路感應(yīng)/耦合程度的物理量可以證明：對給定的一對導(dǎo)體回路,有 3.單位：亨（利） H， 1mH=10-3H, 1H=10-6Hm121Mi212Mi121MidtdiM1211.2.MBi2111MBi1222設(shè)設(shè)或者步驟四、有關(guān)公式四、有關(guān)公式dtdiM212212Mi如何求互感系數(shù)如何求互感系數(shù)M求求:螺線管與圓環(huán)的互感系數(shù)螺線管與圓環(huán)的互感系數(shù)1i1BS101niBm121iMSB121通過圓環(huán)的全磁通MBi2111設(shè)螺線管通有電流1i解：思

3、路：螺線管內(nèi)磁場：Sni 10mnSiSni0110mm已知：螺線管單位長度上已知：螺線管單位長度上n n匝，圓環(huán)面積為匝，圓環(huán)面積為S S互感的利與弊通過互感線圈可以使能量或信號由一個線圈方便地傳遞到另一個線圈利用互感現(xiàn)象的原理可制成變壓器等有線電話往往由于兩路電話線之間的互感而有可能造成串音收錄機(jī)、電視機(jī)及電子設(shè)備中也會由于導(dǎo)線或部件間的互感而妨害正常工作13.5 自感 由于回路中電流的變化而在回路自身產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象叫做自感現(xiàn)象，相應(yīng)的電動勢叫做自感電動勢。一、自感概念iL設(shè)：回路中電流為 ，iBiLitLdd自感電動勢的方向總是要使它阻礙回路本身電流的變化二、自感電動勢的計算二、自

4、感電動勢的計算L：自感系數(shù)：自感系數(shù)iBdtdLitiLddtiLddtiLLddi三、自感系數(shù)（自感）自感系數(shù)（自感）iLLi1.定義：定義：單位：亨（利） H， 1mH=10-3H, 1H=10-6Hm三、自感系數(shù)（自感）自感系數(shù)（自感）iL(1)L 決定于線圈的形狀、尺寸、匝數(shù)和磁介質(zhì)的分布情況，與線圈是否通電流無關(guān)。2.性質(zhì)：性質(zhì)：（2）L反映了回路反抗電流變化的能力Li3.有關(guān)計算有關(guān)計算tiLLddLBi思路：思路：iL求求L2022-5-17lSInBmlNn NBSN nISNmL 例例 如圖長直密繞螺線管共有如圖長直密繞螺線管共有N匝，尺寸如圖匝，尺寸如圖, 求求其自感其自感

5、 . （忽略邊緣效應(yīng)（忽略邊緣效應(yīng),有磁介質(zhì)有磁介質(zhì) ）解解 先設(shè)電流先設(shè)電流 I B LVnSlNIL22mmmm I rdrlR1R2IdSS例求電纜的單位長度的自感系數(shù)求電纜的單位長度的自感系數(shù) 內(nèi)筒內(nèi)筒I向上，向上， 外筒外筒I向下，向下，解：解：(1)設(shè)通電設(shè)通電I，B =m m0I2 r(2)根據(jù)安培環(huán)路定理根據(jù)安培環(huán)路定理21)2(0RRsldrrISdBm120ln2RRIlm(3)(4)IINIL（N = 1 ）單位長電纜的自感單位長電纜的自感 Ll=m m02 lnR2R1五、自感現(xiàn)象的應(yīng)用與危害在許多電器設(shè)備中，常利用線圈的自感起穩(wěn)定電流的作用 例如，日光燈的鎮(zhèn)流器就是一

6、個帶有鐵芯的自感線圈 通常在具有相當(dāng)大的自感和通有較大電流的電路中，當(dāng)扳斷開關(guān)的瞬時，在開關(guān)處將發(fā)生強(qiáng)大的火花,產(chǎn)生弧光放電現(xiàn)象，亦稱電弧 13.6磁場的能量磁場的能量一、一、“場場”的思的思想想場無形無相、卻是客觀存在的物質(zhì)，場無形無相、卻是客觀存在的物質(zhì)，有質(zhì)量、動量和能量。有質(zhì)量、動量和能量。+-E電容器儲存電能電容器儲存電能221Ewe電場能電場能量密度量密度電容器儲存電能電容器儲存電能221Ewe電場能電場能量密度量密度電容器儲存電能電容器儲存電能221Ewe電場能電場能量密度量密度+-E電容器儲存電能電容器儲存電能221Ewe電場能電場能量密度量密度+-E能量來源于線圈中磁場儲存的能量，叫做磁能磁能分析：自感電動勢做功，將磁場能量轉(zhuǎn)化為電能分析：自感電動勢做功，將磁場能量轉(zhuǎn)化為電能自感電動勢做的功磁場能量變化自感電動勢做的功磁場能量變化mLI自感磁能公式的推導(dǎo)自感磁能公式的推導(dǎo)自感為自感為 ，通有電流，通有電流 的線圈中磁場的能量的線圈中磁場的能量求：求：i: I0idtLdt時間內(nèi)時間內(nèi)2021LILididAAI自感線圈磁能自感線圈磁能2m21LIWLidiidtdtdiLdALLInIBVnLmm,2222m)(2121nBVnLIWmmVBm221 磁場能量密度磁場能量密度m22mBw 磁