4.6认识互感现象（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 任务六 认识互感现象 互感系数、耦合系数和互感电动势 互感线圈的同名端 互感线圈的连接 互感现象 任务六学习重点 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 ● 认识互感现象。 ● 会判断互感线圈的同名端。 ● 理解互感电动势的产生原因及计算方法。 任务六 认识互感现象 任务描述 ● 我们知道，变压器是一种能改变交 流电压数值的电气设备。它主要是由两 个绕在铁磁材料做成的闭合铁芯上的线 圈构成，其结构如图2-38所示。两个绕 组之间并没有电的联系，其中一个绕组如果接上交流电压，在另一个绕组的两端就会得到我们所需要的交 流电压，这是为什么呢？ 任务六 认识互感现象 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 ● 认真思考，我们可以想到，上述现象的本质 也是电磁感应现象的表现形式之一——互感， 应根据电磁感应定律来认识和理解互感。通过 本任务的学习，我们可以了解互感现象的特点、 互感线圈、互感电动势、同名端等相关知识。 任务六 认识互感现象 知识链接 一、互感现象 如图2-39所示，两个线圈匝数分别为N1、N2。在线圈1 中通以交变电流i1 ，使线圈1具有的磁通11自感磁通， 11=N111称线圈1的自感磁链。由于线圈2处在i1所产 生的磁场之中，11的一部分穿过线圈2，使线圈2具有的 磁通21叫做互感磁通，21=N221叫做互感磁链。这种 由于一个线圈电流的磁场使另一个线圈具有的磁通、磁链 分别 叫做互感磁通、互感磁链。 任务六 认识互感现象 知识链接 由于i1的变化引起21的变化，从而在另一个线圈2中 会产生电动势。同理，线圈2中电流i2的变化，也会在线 圈1中产生电动势。 这种由一个线圈中电流的变化在另 一个线圈中产生电动势的现象叫做互感现象，产生的电 动势称为互感电动势，用eM表示。能够产生互感电动势 的两个线圈称为互感线圈或磁耦合线圈。如图2-39中的 线圈1、2为互感线圈。 任务六 认识互感现象 知识链接 二、互感系数、耦合系数和互感电动势 1.互感系数 在非铁磁性介质中，电流产生的磁通与电流大小成正 比，当匝数一定时，磁链也与电流大小成正比。选择电流 的参考方向与它产生的磁通的参考方向满足右手螺旋关系 时，则可得 21∝i1 设比例系数为M21，则 21=M21 i1或 同理 任务六 认识互感现象 知识链接 2.耦合系数 耦合线圈的互感系数是线圈的固有参数，取决于它们的 结构、介质的磁导率和两个 线圈之间的相对位置。为了 清楚地反映两个耦合线圈的磁耦合程度，定义耦合系数为 式中，M为互感系数，L1、L2为每个线圈的自感。耦合 线圈的互感系数M最小为零，K的取值范围为0K 1。对 于两个电感线圈，耦合系数 K 取决于互感系数M。 任务六 认识互感现象 知识链接 3.互感电动势 互感电动势与互感磁链的关系遵循电磁感应定律。若选 择互感电动势与互感磁链两者的参考方向符合右手螺旋定 则，线圈1中电流i1变化时在线圈2中产生的互感电动势为 上式中　e21——线圈2中产生的互感电动势，单位为伏（V） i1——线圈1中电流的变化量，单位为安（A）； t——线圈1中电流变化所用的时间，单位为秒（s） M——互感系数，单位为亨（H）。 任务六 认识互感现象 知识链接 三、互感线圈的同名端 1.同名端的定义 同名端是指在任何时 刻，互感线圈中感应电 动势极性总相同的端子。由于同名端的感应电动势方向一 致，而感应电动势的参考方向又与产生它的磁通之间符合右 手螺旋定则，因此如果从同名端流入电流时，它们产生的磁 通方向也一致，相互之间的影响是加 强的，以图2-40（a） 所示的具有磁耦合的两个线圈来进行说明。 任务六 认识互感现象 知识链接 2.同名端的判定方法 当电流i1从线圈1的1 端流入时，它所产生的磁通方向由 右手螺旋定则确定，如图2-40（a）所示，11是顺时针方 向；当线圈2的电流i2从3端流入时，它所产生的磁通 22 也是顺时针方向。这两个磁通的方向一致，相互加强，就 把1端和3端称为同名端，2端与4端也是同名端。也就是 说，两个线圈的电流从同名端流入时，所产生的磁通方向是一致的。 通常用符号"·"或" *"