内容正文:
1.了解自感现象、互感现象及其应用。
2.理解自感系数和互感系数的概念。
3.理解同名端的概念,能正确判断和测定互感线圈的同名端。
§4—4 自感和互感
一、自感
1.自感现象
自感实验电路一
这种由于流过线圈自身的电流发生变化而引起的电磁感应现象称为自感现象,简称自感。
在自感现象中产生的感应电动势称为自感电动势,用eL表示,自感电流用iL表示。
自感电动势的方向可结合楞次定律和右手螺旋定则来确定。
2.自感系数
当线圈中通入电流后,这一电流使每匝线圈所产生的磁通称为自感磁通。
为了衡量不同线圈产生自感磁通的能力,引入自感系数(又称电感)这一物理量,用L 表示,它在数值上等于一个线圈中通过单位电流所产生的自感磁通。即
有铁心的线圈,其电感要比空心线圈的电感大得多。
3.自感电动势的大小
自感现象是一种特殊的电磁感应现象,它必然也遵从法拉第电磁感应定律。自感电动势大小的计算式为
自感电动势的大小与电流的变化率和自感系数之积成正比,电流变化率越大,自感电动势越大,反之亦然。所以,电感L也反映了线圈产生自感电动势的能力。
自感电动势的方向应根据楞次定律判定。
二、互感
1.互感现象
互感实验电路
这种由一个线圈中的电流发生变化而在另一线圈中产生电磁感应的现象称为互感现象,简称互感。由互感产生的感应电动势称为互感电动势,用eM 表示。
为描述一个线圈电流的变化在另一个线圈中产生互感电动势的能力,引入互感系数(简称互感)这一物理量,用M 表示,互感的单位也是H。
互感系数与两个线圈的匝数、几何形状、相对位置以及周围介质等因素有关。
2.互感电动势的大小和方向
互感现象遵从法拉第电磁感应定律。互感电动势大小的计算式为
互感电动势方向也应根据楞次定律判定。
3.同名端
由于线圈绕向一致而产生感应电动势的极性始终保持一致的端子称为线圈的同名端,用“·”或“*”表示。
互感线圈的同名端
4.互感线圈的连接
两个线圈的一对异名端相接称为顺串,这时两个线圈的磁通方向是相同的。串接后的等效电感
两个互感线圈顺串
两个线圈的一对同名端相接称为反串,这时两个线圈的磁通方向是相反的。串接后的等效电感
两个互感线圈反串
如果将两个相同线圈的同名端接在一起,则两个线圈所产生的磁通在任何时候都是大小相等而方向相反,因而相互抵消。这样接成的线圈就不会有磁通穿过。
在绕制电阻时,将电阻线对折,双线并绕,就可以制成无感电阻。
无感电阻
在有铁心的线圈中通入交流电时,就有交变的磁场穿过铁心,这时会在铁心内部产生自感电动势并形成电流, 由于这种电流形如旋涡, 故称涡流。
一、涡流
高频感应炉冶炼金属 家用电磁炉示意图
涡流的利用
单层铁心涡流损耗大 多层铁心涡流损耗小
采用多层铁心减小涡流损耗
二、互感器
互感器有两个或两个以上绕组,它利用互感原理使交流电从一个绕组传向另一个(或几个)绕组,以实现电能或信号的“隔空” 传递。
多绕组变压器 钳形电流表
互感原理的应用示例
电流互感器 电压互感器 收音机中的中
频变压器
互感原理的应用示例
漏电保护器原理图
三极(组合式)
二极
两种漏电保护器外形
三、汽车点火线圈
汽车点火线圈的外形 点火线圈的电路结构
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