高一高教版《电工基础》 6.5互感现象课件

第五节　互感现象 一、互感现象 二、互感系数 三、耦合系数 四、互感电动势 一、互感现象 动画M6-8 互感现象 由于一个线圈的电流变化，导致另一个线圈产生感应电动势的现象，称为互感现象。在互感现象中产生的感应电动势，叫互感电动势。 二、互感系数 如图6-5所示，N1、N2分别为两个线圈的匝数。当线圈Ⅰ中有电流通过时，产生的自感磁通为 11，自感磁链为 11 = N111。11的一部分穿过了线圈Ⅱ，这一部分磁通称为互感磁通 21。同样，当线圈Ⅱ通有电流时，它产生的自感磁通 22有一部分穿过了线圈Ⅰ，为互感磁通 12。 图6-5　互感 设磁通 21穿过线圈Ⅱ的所有各匝，则线圈Ⅱ的互感磁链 21 = N221 由于21是线圈Ⅰ中电流i1产生的，因此 21是i1的函数，即 21 = M21 i1 M21称为线圈Ⅰ对线圈Ⅱ的互感系数，简称互感。 同理，互感磁链 12 = N112 是由线圈Ⅱ中的电流 i2 产生，因此它是i2的函数，即 12 = M12 i2 可以证明，当只有两个线圈时，有 在国际单位制中，互感M的单位为亨利(H)。 互感M取决于两个耦合线圈的几何尺寸、匝数、相对位置和媒介质。当媒介质是非铁磁性物质时，M为常数。 三、耦合系数 研究两个线圈的互感系数和自感系数之间的关系。 设K1、K2为各线圈产生的互感磁通与自感磁通的比值，即K1、K2表示每一个线圈所产生的磁通有多少与相邻线圈相交链。 由于 所以 同理得 K1与K2的几何平均值叫做线圈的交链系数或耦合系数，用K表示，即 耦合系数用来说明两线圈间的耦合程度，因为 所以 K的值在0与1之间 当K = 1时，说明两个线圈耦合得最紧，一个线圈产生的磁通全部与另一个线圈相交链，其中没有漏磁通，因此产生的互感最大，这种情况又称为全耦合。 当K = 0时，说明线圈产生的磁通互不交链，因此不存在互感； 互感系数决定于两线圈的自感系数和耦合系数 四、互感电动势 设两个靠得很近的线圈，当第一个线圈的电流i1发生变化时，将在第二个线圈中产生互感电动势EM2，根据电磁感应定律，可得 设两线圈的互感系数M为常数，将 代入上式，得 同理，当第二个线圈中电流i2发生变化时，在第一个线圈中产生互感电动势EM1为 上式说明，线圈中的互感电动势，与互感系数和另一线圈中电流的变化率的乘积成正比。 互感电动势的方向，可用楞次定律来判断。 互感现象在电工和电子技术中应用非常广泛，如电源变压器，电流互感器、电压互感器和中周变压器等都是根据互感原理工作的。 $