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高中物理
第十一章 电磁感应
互感和自感
最后
更新:
2024-01-08 21:12
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互感和自感
**互感现象** 在法拉第最初发现电磁感应现象的实验中, 两个线圈之间并没有导线相连，但当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势。这种现象叫作互感 (mutual induction), 这种感应电动势叫作互感电动势。 利用互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈, 因此互感在电工技术和电子技术中有广泛的应用。变压器就是利用互感现象制成的。 互感现象是一种常见的电磁感应现象, 它不仅可以发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间, 而且可以发生于任何两个相互靠近的电路之间。在电力工程中和电子电路中,互感现象有时会影响电路的正常工作, 这时要设法减小电路间的互感。 **自感现象** 当一个线圈中的电流变化时, 它所产生的变化的磁场在线圈本身激发出感应电动势。这种现象称为自感 (selfinduction ), 由于自感而产生的感应电动势叫作自感电动势。 **自感系数** 自感电动势也是感应电动势, 同样遵从法拉第电磁感应定律, 即 $$ E=n \frac{\Delta \Phi}{\Delta t} $$ 实验表明, 磁场的强弱正比于电流的强弱, 也就是说,磁通量的变化正比于电流的变化。因此, 自感电动势正比于电流的变化率, 即 $$ E \propto \frac{\Delta I}{\Delta t} $$ 写成等式, 就是 $$ E=L \frac{\Delta I}{\Delta t} $$ 式中 $L$ 是比例系数, 叫作自感系数, 简称自感或电感。它与线圈的大小、形状、匝数, 以及是否有铁芯等因素有关。电感的单位是亨利 (henry), 简称亨, 符号是 $H$ 。常用的单位还有毫亨 $(\mathrm{mH})$ 、微亨 $(\mu \mathrm{H})$ 。图 2.4-6中, 不同的线圈, 电感大小不同。
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