電磁感應(yīng)電磁場(chǎng)bppt課件(參考版)
2025-01-18 05:11本頁(yè)面
【正文】 結(jié)論 :自感或互感只與電路本身有關(guān) ,與所設(shè)電流無(wú)關(guān) . 下頁(yè) 上頁(yè) 結(jié)束 返回 例 3 兩同軸長(zhǎng)直密繞螺線管的互感 有兩個(gè)長(zhǎng)度均為 l， 半徑分別為 r1和 r2 ( 且 r1＜ r2 ), 匝數(shù)分別為 N1和 N2的同軸密繞螺線管 . 試計(jì)算它們的互感 . 解 : 設(shè)電流 I1通過(guò)半徑為 r1的螺線管 0 1 1nI??兩螺線管間 B = 0 . 11 0 1NBIl??N1 N2 r2 r1 l 此螺線管內(nèi)的磁感強(qiáng)度為 : 考慮螺線管是密繞的 , 于是 ,穿過(guò)半徑為 r2的螺線管的磁通匝數(shù)為 : ?? 212N? )( 2112 rBN ?? )( 2112 rlBn ?? 110212 )( Inrln ???下頁(yè) 上頁(yè) 結(jié)束 返回 )( 21210 rlnn ???可得互感 In 220??可得互感為 I2產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度 結(jié)論 : M12 = M21 = M , M并有確定的值 . 例 INM121221??INB l 2202 ??若設(shè)電流 I2通過(guò)半徑為 r2的線圈 ,可計(jì)算互感 M12 而此時(shí)穿過(guò)半徑為 r1的螺線管內(nèi)的磁通匝數(shù)為 : 121?? N? )( 2121 rBN ?? )( 2121 rBln ??220211 )( Inrln ???)( 21210 rlnn ???INM212112??下頁(yè) 上頁(yè) 結(jié)束 返回 例 討論 :兩線圈的自感與互感的關(guān)系 ? 由例 1知 對(duì)有 N1 匝的線圈 : VnL 2101 ??VnL 2??)( 21210 rln ???對(duì)有 N2 匝的線圈 : VnL 2202 ?? )( 22220 rln ???而兩線圈的互感為 : )( 21210 rlnnM ???比較得 : 21 LLkM ? 其中 0≤k ≤1 由上面知 , 若 r1 = r2 , 則 k = 1. 稱為 兩線圈完全耦合 . k 為耦合系數(shù) . 下頁(yè) 上頁(yè) 結(jié)束 返回 N1 N2 r2 r1 l + ? K R L 磁場(chǎng)的能量 已知對(duì)電容充電過(guò)程所作的功等于電容的儲(chǔ)能 CQCUQUWe22212121 ???電容的能量實(shí)際上是儲(chǔ)存在兩極板間的電場(chǎng)中的 . 221 Ewe ??I + ?L 引入電場(chǎng)能量密度 用自感電路來(lái)研究磁場(chǎng)能量的建立 : 當(dāng)開(kāi)關(guān) K閉合時(shí) , 在 L有電動(dòng)勢(shì) tIL dd???L RItIL ?? dd? 由歐姆定律 自感的儲(chǔ)能 下頁(yè) 上頁(yè) 結(jié)束 返回 結(jié)論 : 對(duì)自感為 L的線圈 ,儲(chǔ)能為 : 221 LI電源在 0到 t 時(shí)間內(nèi)提供給電路的能量 . ?t tRI0 2 d 為導(dǎo)體消耗的能量 (釋放的焦耳熱 ) 則為電源反抗自感電動(dòng)勢(shì)而做的功 tRILI t d21 0 22 ??? tRIILII t dd0 0 2? ???若 t = 0時(shí) , I = 0。 2. 計(jì)算由此電流激發(fā)的磁場(chǎng)穿過(guò)某回路的磁通 。 既浪費(fèi)能源 ，又容易 損壞設(shè)備 . 金屬板在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生渦流 ,而渦流同時(shí)又受到磁場(chǎng)的 安培力的作用 ,阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng) . 如電磁儀表中指針的 定位 ,電度表中的制動(dòng)鋁盤(pán) . (2) 電磁阻尼 3. 渦流的負(fù)面效應(yīng) 對(duì)于高頻器件，如收音機(jī)中的磁性天線、中頻變壓器等，采用半導(dǎo)體磁性材料做磁心 . 所以 ,常常采用彼此絕緣的硅鋼片疊合成鐵心 . 下頁(yè) 上頁(yè) 結(jié)束 返回 自感應(yīng)和互感應(yīng) 無(wú)論以什么方式只要使閉合回路的磁通量 ?發(fā)生變化 ,此閉合回路內(nèi)就一定會(huì)有 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 出現(xiàn) . 由回路自身電流 I 的變化引起磁通量的變化 , 從而在自身回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)叫自感電動(dòng)勢(shì) ?L 2 I2 I1 1 由回路 2中的電流 I2 的變化 , 而在回路 1引起的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)叫互感電動(dòng)勢(shì)，用 ?12表示 . 下頁(yè) 上頁(yè) 結(jié)束 返回 當(dāng)回路有 N匝線圈時(shí) ,引入 磁通鏈數(shù) :Ψ = NΦ = LI 實(shí)驗(yàn)表明 : L為自感系數(shù) , 簡(jiǎn)稱自感 自感應(yīng) I 1. 自感系數(shù) 設(shè)回路中的電流為 I , 則通過(guò)回路的磁通為 ? ? ∝ I 引入比例系數(shù) L 則 ? = LI L與回路的形狀 ,大小以及周圍介質(zhì)的磁導(dǎo)率有關(guān) . 從上式可見(jiàn) : 自感在數(shù)值上等于回路中的電流為 1個(gè)單位時(shí) , 穿過(guò)此線圈中的磁通鏈數(shù) . 下頁(yè) 上頁(yè) 結(jié)束 返回 2. 自感電動(dòng)勢(shì) tILdd??一般情況下 L為常量 , 故 : ?L 從上式可見(jiàn) : 自感在數(shù)值上等于回路中的電流變化率為 1個(gè)單位時(shí) , 在回路中所引起的自感電動(dòng)勢(shì)的絕對(duì)值 . tdd??? )dddd(tLItIL ????L 由法拉第定律 : 自感的單位 :亨利 , 符號(hào) H . 3. 關(guān)于自感的一點(diǎn)說(shuō)明 自感 L 是電路的固有特性的量度 : tIL d/d???L
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