自感現(xiàn)象及其應(yīng)用

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1、本文格式為Word版，下載可任意編輯 自感現(xiàn)象及其應(yīng)用 自感現(xiàn)象：當(dāng)線圈中的電流發(fā)生變化時(shí)，它所激發(fā)的磁場穿過該線圈自身的磁通量也隨之變化，從而在該線圈自身產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的現(xiàn)象，稱為自感現(xiàn)象，這樣產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢，稱之為自感電動(dòng)勢，通?？捎脕肀硎?。 自感系數(shù)： 設(shè)閉合回路中的電流強(qiáng)度為i，依據(jù)畢奧-薩伐爾定律，空間任意一點(diǎn)的磁感強(qiáng)度B的大小都和回路中的電流強(qiáng)度i成正比，因此穿過該回路所包圍面積內(nèi)的磁通量也和i成正比，即:,比例系數(shù)L叫做回路的自感系數(shù)，簡稱自感。 自感系數(shù)L的單位:H，稱為亨利，簡稱亨。從上式可見，某回路的自感系數(shù)L在數(shù)值上等于這回路中的電流強(qiáng)度為1安培時(shí)，穿過這回路

2、所包圍面積的磁通量。 留意：依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得，回路中所產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢可用自感系數(shù)L表示為:， 由此可知：自感系數(shù)與回路電流的大小無關(guān)，打算線圈回路自感系數(shù)的因素是：線圈回路的幾何外形、大小及四周介質(zhì)的磁導(dǎo)率。自感系數(shù)表征了回路本身的一種電磁屬性。 自感試驗(yàn)演示： 關(guān)于自感現(xiàn)象，我們可以用下述兩個(gè)試驗(yàn)的對比來觀看。在左圖所示的電路中，直流電路中只串接了一個(gè)白熾燈泡R。在右圖所示的電路中，直流電路中還多串接了一個(gè)自感系數(shù)L較大的線圈，這一電路稱為L-R電路。通過按下和打開電鍵，可以看到燈泡明、暗的變化，以及電流計(jì)G的指針?biāo)@示的回路電流的變化。 　　　　　 　　　　　 自感電

3、路中電流的暫態(tài)過程： 在上述自感現(xiàn)象演示中看到，由于自感電動(dòng)勢的存在，當(dāng)接通電源時(shí)，電流由零增到穩(wěn)定值要有一個(gè)過程；同樣，切斷電源時(shí)，電流由穩(wěn)定值衰減到零，亦需一個(gè)過程。這些過程都稱為L-R電路的暫態(tài)過程。 由和歐姆定律可以計(jì)算出L-R 電路的電流變化規(guī)律。 1．按下電鍵，電路中電流i隨時(shí)間t增長的規(guī)律為: 2．打開電鍵，電路中電流i隨時(shí)間t衰減的規(guī)律為: 其中：稱為L-R 電路的時(shí)間恒量，其值打算電流衰減的快慢。 自感現(xiàn)象的防止和應(yīng)用： 在很多電器設(shè)備中，常利用線圈的自感起穩(wěn)定電流的作用。例如，日光燈的鎮(zhèn)流器就是一個(gè)帶有鐵芯的自感線圈。此外，在電工設(shè)備中，常利用自感作用制成自耦變壓器或扼流圈。在電子技術(shù)中，利用自感器和電容器可以組成諧振電路或?yàn)V波電路等。 另一方面，通常在具有相當(dāng)大的自感和通有較大電流的電路中，當(dāng)扳斷開關(guān)的瞬時(shí)，在開關(guān)處將發(fā)生強(qiáng)大的火花,產(chǎn)生弧光放電現(xiàn)象，亦稱電弧。電弧發(fā)生的高溫，可用來冶煉、熔化、焊接和切割熔點(diǎn)高的金屬，溫度可達(dá)2000℃以上，有破壞開關(guān)、引起火災(zāi)的危急。因此通常都用油開關(guān)，即把開關(guān)放在絕緣性能良好的油里，以防止發(fā)生電弧。 第 2 頁 共 2 頁