高二物理競賽：自感應(yīng)與互感應(yīng)課件

1一、自感應(yīng)穿過閉合電流回路的磁通量1.自感

若線圈有N

匝，自感

自感磁鏈無鐵磁質(zhì)時(shí),自感僅與線圈形狀、磁介質(zhì)及N有關(guān).注意2當(dāng)時(shí)，2.自感電動(dòng)勢自感單位：1

亨利（H）=

1韋伯/安培

（1

Wb/A）33.自感的計(jì)算方法例如圖的長直密繞螺線管,已知,求其自感.（忽略邊緣效應(yīng)）解先設(shè)電流

I

根據(jù)安培環(huán)路定理求得H

B.4（一般情況可用下式測量自感）4.自感的應(yīng)用鎮(zhèn)流器,諧振電路,濾波器,油開關(guān)等.5二、互感應(yīng)在電流回路中所產(chǎn)生的磁通鏈在電流回路中所產(chǎn)生的磁通量

互感僅與兩個(gè)線圈形狀、大小、匝數(shù)、相對位置以及周圍的磁介質(zhì)有關(guān)（無鐵磁質(zhì)時(shí)為常量）.注意1.互感系數(shù)M

（實(shí)驗(yàn)和理論證明）6互感系數(shù)問：下列幾種情況互感是否變化？（1）線框平行直導(dǎo)線移動(dòng)；（2）線框垂直于直導(dǎo)線移動(dòng)；（3）線框繞OC

軸轉(zhuǎn)動(dòng)；（4）直導(dǎo)線中電流變化.OC2.互感電動(dòng)勢

7例11.6一矩形線圈長為a，寬為b，由100匝表面絕緣的導(dǎo)線組成，放在一根很長的導(dǎo)線旁邊并與之共面.求圖中(a)、(b)兩種情況下線圈與長直導(dǎo)線之間的互感.解如(a)圖，已知長導(dǎo)線在矩形線圈x處磁感應(yīng)強(qiáng)度為8通過線圈的磁通鏈數(shù)為線圈與長導(dǎo)線的互感為圖(b)中，直導(dǎo)線兩邊的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相反且以導(dǎo)線為軸對稱分布，通過矩形線圈的磁通鏈為零，所以M＝o.這是消除互感的方法之一.9兩個(gè)有互感耦合的線圈串聯(lián)后等效于一個(gè)自感線圈，但其等效自感系數(shù)不等于原來兩線圈的自感系數(shù)之和.下圖(a)的聯(lián)接方式叫順接，其聯(lián)接后的等效自感L為圖(b)的聯(lián)接方式叫逆接，其聯(lián)接后的等效自感L為10由上述關(guān)系可知，一個(gè)自感線圈截成相等的兩部分后，每一部分的自感均小于原線圈自感的二分之一.在無磁漏的情況下可以證明

在考慮磁漏的情況下

，K≤1稱為耦合系數(shù).11一、電子感應(yīng)加速器1.構(gòu)造：圓形電磁鐵，環(huán)型真空室。強(qiáng)大的交流電通過電磁鐵線圈產(chǎn)生交變磁場和渦旋電場。電子

vv

f

電子束靶電子槍

環(huán)形真空室B122.電子加速原理交變磁場作用于電子的洛侖茲力作為電子圓周運(yùn)動(dòng)向心力；渦旋電場提供與電子速度方向相同的電場力使電子被加速。13二、渦電流在一些電器設(shè)備中，常常遇到大塊的金屬導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動(dòng)或者處在變化的磁場中.此時(shí)，金屬內(nèi)部也會(huì)有感生電流.這種在金屬導(dǎo)體內(nèi)部自成閉合回路的電流稱為渦電流.

14◎可用作一些特殊要求的熱源1.渦電流利用抽真空高頻感應(yīng)爐；優(yōu)點(diǎn)是加熱速度快，溫度均勻，材料不受污染且易于控制。15◎利用渦流產(chǎn)生所謂臨界電磁阻尼，在電工儀表中被廣泛使用。在冶金工業(yè)中，熔化某些活潑的稀有金屬時(shí)，在高溫下容易氧化，將其放在真空環(huán)境中的坩堝中，坩堝外繞著通有交流電的線圈，對金屬加熱，防止氧化。16在制造電子管、顯像管或激光管時(shí)，在做好后要抽氣封口，但管子里金屬電極上吸附的氣體不易很快放出，必須加熱到高溫才能放出而被抽走,利用渦電流加熱的方法，一邊加熱，一邊抽氣，然后封口?！螂娮釉械母呒冋婵粘檎婵战痈哳l發(fā)生器顯像管17例如在各種電機(jī)，變壓器中。就必須盡量減少鐵芯中的渦流，以免過熱而燒毀電氣設(shè)備。渦電流的弊端是消耗能量，發(fā)散熱量。2.渦電流的防止因此在制作變壓器鐵心時(shí)，用多片硅鋼片疊合而成，使導(dǎo)體橫截面減小，渦電流也較小