1 自感现象

(1)概念:由于导体本身电流发生变化而产生的电磁感应现象,叫做自感现象。

(2)自感电动势

①定义:在自感现象中产生的感应电动势。

②大小:为自感系数简称电感)。

③作用:总是阻碍导体中原电流的变化,起到延迟电流变化的作用。

④方向:自感电动势总是阻碍导体中原来电流的变化,当原来电流增大时,自感电动势与原来电流方向相反,当原来电流减小时,自感电动势与原来电流方向相同。

2 自感系数

①定义:自感电动势与引起自感电动势的电流变化率的比值,符号为

②决定因素:自感系数与线圈的大小、形状、匝数,以及是否有铁芯等线圈自身因素有关。线圈的长度越长,线圈的面积越大,单位长度上的匝数越多,线圈的自感系数越大;线圈有铁芯时比无铁芯时自感系数大。

③物理意义:表征线圈产生自感电动势本领大小的物理量。数值上等于通过线圈的电流在内改变时产生的自感电动势的大小。

④单位:亨利,简称亨,符号是

3 通电自感和断电自感

 

通电自感

断电自感

电路图

器材要求

同规格较大

很大(有铁芯), 

现象

闭合的瞬间,灯立即亮起来,灯逐渐变亮,最终一样亮

在开关断开时,灯突然闪亮一下后再渐渐熄灭

原因

由于开关闭合时,流过电感线圈的电流迅速增大,使线圈产生自感电动势,阻碍了电流的增大,使流过灯的电流比流过灯的电流增加得慢

断开开关时,流过线圈的电流减小,产生自感电动势,阻碍了电流的减小,使电流继续存在一段时间;在断开后,通过的电流反向通过灯,且由于,使得流过灯的电流在开关断开的瞬间突然增大,从而使灯的功率突然变大,即闪亮一下

能量转化情况

电能转化为磁场能

磁场能转化为电能

4 涡流

1.定义

当线圈中的电流随时间变化时,线圈附近的任何导体中都会产生感应电流,电流在导体内自成回路,其电流就像水中的旋涡,故称涡流。

2.特点

电流在金属块内自成闭合回路,整块金属的电阻很小,涡流往往很强。

3.应用

(1)冶炼合金钢的真空冶炼炉,冶炼过程可在真空中进行,防止杂质进入金属提高冶炼质量。

(2)探测地雷的探雷器,可探测地下埋藏的金属物品。

(3)机场的安检门,可探测人身携带的金属物品。

4.防止

电动机与变压器的铁芯:①选用电阻率大的硅钢;②采用叠合硅钢片减小横截面增大电阻。

5 电磁阻尼与电磁驱动

 

电磁阻尼

电磁驱动

概念

当导体在磁场中运动时,感应电流受到的安培力总是阻碍导体运动的现象

当磁场相对导体运动时,感应电流受到的安培力使导体运动起来的作用

实例

电表

交流感应电动机

 

 

成因

由于导体在磁场中动而产生感应电流

由于磁场运动引起磁通量的变化而产生感应电流

效果

安培力的方向与导体运动方向相反,阻碍导体运动

导体受安培力的方向与导体运动方向相同,推动导体运动

能量转化

导体克服安培力做功,其他形式的能转化为电能,最终转化为内能

由于电磁感应磁场能转化为电能通过安培力做功,电能转化为导体的机械能而对外做功

相同点

都是电磁感应现象都是安培力阻碍相对运动

 

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