第六節：互感和自感

在法拉第的實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？變化的電流

變化的磁場

感應電動勢→→互感現象：把能量從一個線圈傳遞到另外一個線圈收音機的接收信號：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、利用互感現象可以把能量從一個線圈傳遞到另一個線圈，因此在電工技術和電子技術中有廣泛應用。變壓器就是利用互感現象制成的。3、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。在電力工程和電子電路中，互感現象有時會影響電路的正常工作，這時要設法減小電路間的互感。實驗一：2、再調節變阻器R1使兩個燈泡都正常發光。3、然后斷開開關S。1、先合上開關S，調節變阻器R的電阻，使同樣規格的兩個燈泡A1和A2的明亮程度相同。

LA1RA2

S

R1觀察：重新接通電路時，兩個燈泡亮度變化情況現象：燈泡A2立刻正常發光，跟線圈L串聯的燈泡A1逐漸亮起來解釋：在接通電路的瞬間，電路中的電流增大，穿過線圈L的磁通量也隨著增大，因而線圈中必然會產生感應電動勢，這個感應電動勢阻礙線圈中電流的增大，所以通過A1的電流只能逐漸增大，燈泡A1只能逐漸亮起來問題：與線圈相連的燈泡為什么要過一會才亮？反饋訓練1、實驗一中，當電鍵閉合后，通過燈泡A2的電流隨時間變化的圖像為圖；通過燈泡A1的電流隨時間變化的圖像為圖ItItItIt

ABCDCA

LA1RA2

S

R1實驗二：1、把燈泡A和帶鐵芯的線圈L并聯在直流電路中。2、接通電路，待燈泡正常發光，斷開電路。ALS觀察：當電路斷開時，燈泡A的亮度變化情況現象：S斷開時，A燈突然閃亮一下才熄滅解釋：在電路斷開的瞬間，通過線圈的電流突然減弱，穿過線圈的磁通量也就很快減少，因而在線圈中產生感應電動勢。雖然這時電源已經斷開，但線圈L和燈泡A組成了閉合電路，在這個電路中有感應電流通過，所以燈泡不會立即熄滅。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。注意：“阻礙”不是“阻止”，電流原來怎么變化還是怎么變，只是變化變慢了，即對電流的變化起延遲作用。慢一些沿已有的閉合回路流動不一致線圈插鐵芯三、自感系數1、自感電動勢的大小：與電流的變化率成正比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：

（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）

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。3、自感物理意義：描述線圈產生自感電動勢的能力甲：在鐵芯上饒幾千匝線圈，電感有幾個亨利乙：空心線圈，電感有幾十毫亨丙：一條導線彎幾匝，電感有幾個微亨什么情況下燈泡會閃亮一下再熄滅？原因：在自感系數很大的情況下，燈泡會會閃亮一下，然后熄滅或正常發光。當自感系數很大時，在開關斷開和閉合的瞬間，自感線圈會產生瞬時的很高的自感電動勢，該電動勢會補充A燈的電流，從而使A燈中電流突然變大，所以要閃亮一下。自感系數很大有時會產生危害：四、磁場的能量

問題：在斷電自感的實驗中，為什么開關斷開后，燈泡的發光會持續一段時間？甚至會比原來更亮？試從能量的角度加以討論。

開關閉合時線圈中有電流，電流產生磁場，能量儲存在磁場中，開關斷開時，線圈作用相當于電源，把磁場中的能量轉化成電能。五、自感現象應用—日光燈原理日光燈結構：1、日光燈啟動時需要一個瞬時高壓，正常發光時又需要一個低于220V的工作電壓。2、自感系數較大的線圈（鎮流器）在斷開時能產生瞬時高壓，可誰來充當自動開關？——啟動器

E自

EE自+ELA日光燈的工作原理鎮流器的作用1、點燃時產生瞬時高壓2、工作時降壓限流

閱讀教材最后一段P24，回答問題：1、線圈能夠體現電的“慣性”，應該怎樣理解？2、電的“慣性”大小與什么有關？

當線圈通電瞬間和斷電瞬間，自感電動勢都要阻礙線圈中電流的變化，使線圈中的電流不能立即增大到最大值或不能立即減小為零電的“慣性”大小決定于線圈的自感系數小結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。互感現象產生的感應電動勢，稱為互感電動勢。2、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。3、自感現象中產生的電動勢叫自感電動勢。（1）自感電動勢的作用：阻礙導體中原來的電流變化。（2）自感電動勢大小：4、自感系數L：與線圈的大小、形狀、圈數及有無鐵心有關5、磁場具有能量

課堂訓練1、演示自感的實驗電路圖如右圖所示，L是電感線圈，A1、A2是規格相同的燈泡，R的阻值與L的直流電阻值相同。當開關由斷開到合上時，觀察到的自感現象是比先亮，最后達到同樣亮。

A2

A1

L

A1R

A2

S

R12、上圖中，電阻R的電阻值和電感L的自感系數都很大，但L的直流電阻值很小，A1、A2是兩個規格相同的燈泡。則當電鍵S閉合瞬間，比先亮，最后比亮。

A1A2A2A1

課堂訓練3、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D1D2LRSA