電場和磁場三教學(xué)用(編輯修改稿)
2025-05-28 06:16 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 強(qiáng)度變化率為一個(gè)單位時(shí)，在這個(gè)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢等于該線圈的自感系數(shù)。 自感電動(dòng)勢 自感電動(dòng)勢的方向總是要使它阻礙回路本身電流的變化。 dtdILi ???dtdILi/?＝－４、自感現(xiàn)象的利弊 有利的一方面： 扼流圈鎮(zhèn)流器，共振電路，濾波電路 不利的一方面： (1)斷開大電流電路，會產(chǎn)生強(qiáng)烈的電??； (2)大電流可能因自感現(xiàn)象而引起事故。 亨利 (Henry,Joseph 17971878） 美國物理學(xué)家， 1832年受聘為新澤西學(xué)院物理學(xué)教授， 1846年任華盛頓史密森研究院首任院長， 1867年被選為美國國家科學(xué)院院長。他在1830年觀察到自感現(xiàn)象，直到 1932年 7月才將題為 《 長螺線管中的電自感 》 的論文，發(fā)表在《 美國科學(xué)雜志 》 上。亨利與法拉第是各自獨(dú)立地發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)的，但發(fā)表稍晚些。強(qiáng)力實(shí)用的電磁鐵繼電器是亨利發(fā)明的，他還指導(dǎo)莫爾斯發(fā)明了第一架實(shí)用電報(bào)機(jī)。 亨利的貢獻(xiàn)很大，只是有的沒有立即發(fā)表，因而失去了許多發(fā)明的專利權(quán)和發(fā)現(xiàn)的優(yōu)先權(quán)。但人們沒有忘記這些杰出的貢獻(xiàn)，為了紀(jì)念亨利，用他的名字命名了自感系數(shù)和互感系數(shù)的單位，簡稱“ 亨 ”。 dtdILL ??? IRdtdIL ???)1(tLReRI??? ?為時(shí)間常數(shù) RL /??K與 1相連，電路中出現(xiàn)電流。由 于電流變化從而在回路中出現(xiàn)自 感電動(dòng)勢 利用初始條件 0,0 ?? It令 一、電流的增加 ?I I0 t RI o?? 電流極大值 )1( ??teRI??? oII ???t當(dāng) oII ???t當(dāng) （二） RL電路的暫態(tài)過程 當(dāng)電流得到極大值時(shí)，開關(guān)與 2接通，此時(shí)電路中的電流衰減 tLReRI?? ?自感的作用將使電路中的電流不會 瞬間突變。從開始變化到趨于恒定 狀態(tài)的過程叫 暫態(tài)過程 。時(shí)間常數(shù) 表征該過程的快慢。當(dāng) t 大于 ? 的 若干倍以后，暫態(tài)過程基本結(jié)束。 當(dāng) t=? 時(shí)， I=?/R； 當(dāng) t=3? 時(shí)， I=?/R 當(dāng) t=5? 時(shí)， I=?/R 二、電流的衰減 RIdtdIL ?－??teRI???I I0 t 四、磁場的能量 一、線圈的能量 載流線圈具有能量 —— 磁能 。 電容器充電以后儲存了能量， 播放動(dòng)畫 線圈中的能量，是由于線圈在通電過程中，電流克服自感電動(dòng)勢作功，使線圈具有能量。 在 dt 時(shí)間內(nèi)，電流 i 克服線圈中自感電動(dòng)勢作的元功為： dti i???dqdW i???某一時(shí)刻自感電動(dòng)勢為： dtdiLi ???則 dtdtdiiLdW ? Lid i?221 CUWC ?當(dāng)極板電壓為 U時(shí)儲能為： I?0則 dtdtdiiLdW ?Lid i?線圈中電流從 0 變化到 I 過程中電流作的總功為： ?? dWW ??I L id i0221 LI?221 LIWL ?外力所作功轉(zhuǎn)換為儲存于線圈中的磁能。 當(dāng)切斷電源時(shí)，線圈中原已儲存起來的能量通過自感電動(dòng)勢作功全部釋放出來。 因此，具有自感系數(shù)為 L的線圈通有電流 I時(shí)所具有的磁能為： ?? i d tW L?39。221 LIW ?自???0Iid iL221 LI?自感電動(dòng)勢在電流減少過程中所作的功為： 長直螺線管中插有磁導(dǎo)率為 ? 的磁介質(zhì)，管內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度為： nIB ?? 則 nBI??長直螺線管的自感系數(shù)為： lSnL 2??磁場能量為： 222221nBlSn???221 LIWm ?lSB?221? 體VB?22?體VBWm ?22?? 按照磁場的近距作用觀點(diǎn)，磁能也是定域在磁場中的。 以載流長直螺
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