4.5认识自感现象（课件）-《电工技术基础与技能》同步教学（苏教版）

模块4 磁场 任务一 任务二 任务八 任务四 任务三 任务七 认识磁场 认识自感现象 学习磁路定律 认识电磁感应现象 认识静电屏蔽和磁屏蔽 认识铁磁材料 任务五 任务六 认识互感现象 学习磁场对电流的作用 本模块学习内容 学习目标 任务描述 任务分析 知识链接 任务五 认识自感现象 自感现象 电感现象中的磁场能量 自感系数 自感电动势 任务五学习重点 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 学习目标 ● 认识自感现象，理解自感现象的本质。 ● 会应用公式求解线圈产生的能量。 任务五 认识自感现象 任务描述 ●首先来观察两个实验现象，电路图如图 2-34 所示。 1、在图 2-34（a）中，EL1、 EL2是两只完全相同的小灯 泡，R为电阻，L是一个电 感较大的铁芯线圈，并且选 择线圈的电阻和EL2支路的串联电阻R相等。当开关S闭 合时，灯泡EL2立即就亮，而灯泡EL1则是逐渐变亮。 2、在图2-34（b）中，线圈L和灯泡EL并联接在直流电 源上。当开关S闭合后，灯亮。但当开关S突然断开时， 会发现灯泡并不是直接熄灭，而是先熄灭后再猛然亮一 下，然后才熄灭。 任务五 认识自感现象 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 任务分析 ●要解释上述现象，就要分析开关闭合或断开的瞬间， 线圈中电流的变化趋势，根据电磁感应定律分析两个图 中灯泡的不同现象。通过本任务的学习，我们可以知道 电磁感应现象的另一种表现形式——自感，并了解关于 自感现象的其他相关知识。 在图2-34（a）中，为什么线圈的等效阻值和电阻的阻 值相等，灯泡的发光现象却不一样呢？在图2-34（b） 中，灯泡为什么不是立刻熄灭呢？ 任务五 认识自感现象 知识链接 一、自感现象 在图2-34（a）中，开关S闭合瞬间，通过线圈的电流 发生了从无到有的变化，线 圈中的磁通呈增加的趋势。 根据楞次定律可知，线圈中的感应电动势要阻碍原电流 的增加， 因此灯泡EL1 发生逐渐变亮的现象。但因 EL2 支路串联的是一个线性电阻而不会发生上述过程，因而 灯泡EL2在接通电源后立即就亮。 在图2-34（b）中，电源被切断瞬间，通过线圈的电 流发生了从有到无的变化，线圈中的磁通呈减少的趋势。 任务五 认识自感现象 知识链接 线圈中的感应电动势要阻碍原电流的减小，因而线圈也会 产生一个很大的感应电动势，加在灯泡两端，在回路中形 成很强的感应电流，使灯泡发出短暂的强光。 上述两种现象虽然不同，但本质却是相同的，都是由于 流经线圈自身电流发生变化而引起的。我们把这种由于流 过线圈本身的电流发生变化而产生感应电动势的现象叫做 自感应现象，简称自感。由自感现象产生的电动势称为自 感电动势，用eL表示。由自感电动势产生的感应电流称为 自感电流，用iL表示。 任务五 认识自感现象 知识链接 二、自感系数 当电流流过线圈时，线圈中产生磁通，叫自感磁通，用 表示。N匝线圈具有的磁通叫做自感磁链，用字母表 示，则=N 同一电流流过不同的线圈，产生的磁链不 同，为表示各个线圈产生自感磁链的能力， 将线圈的自 感磁链与电流的比值称为线圈的自感系数，简称电感，用L表示，即 L= /I 上式中　——由自身线圈的电流所产生的自感磁链，单位为韦（Wb）； 任务五 认识自感现象 知识链接 i——流过线圈的电流，单位为安（A）； L——线圈的电感量，单位为亨利，简称亨（H）。 三、自感电动势 1.自感电动势的大小 （1）自感是电磁感应的形式之一。对于一个具有多匝的 空心线圈而言，当忽略其绕线电阻时可将它视为一个线性 电感，根据电磁感应定律，它的感应电动势eL大小为 任务五 认识自感现象 知识链接 将=Li 代入上式，可得自感电动势的计算公式为 上式中　L—— 线圈中的电感量，单位为亨（H）； eL——线圈的自感电动势，单位为伏（V）。 上式表明，线圈的自感电动势与线圈的电感量和电流的变 化率的乘积成正比。 电感量反映了线圈产生自感电动势 的能力。 任务五 认识自感现象 知识链接 例2.6 电感量L=0.12 H的线圈在1秒内电流自2A均匀地降 到1A，求此线圈产生的自感电动势eL的大小。 解： 2.自感电动势的方向 自感电动势的方向可以根据楞次定律来判定。自感电动 势的方向总是和原电流变化的趋势相反。如图2-35（a） 所示，原电流i的变化趋势是增大，自感电动势产生的电流 iL就要阻碍原来电流的增大，从而与原电流的方向相反。 图2-35（b）中原电流 i 的变化趋势是减小，自感电动势产生的电流