高中物理知识点:自感现象

编辑: 逍遥路 关键词: 高中物理 来源: 高中学习网


自感现象:

1、自感现象:由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象。
①作用:阻碍原电流的增加,起延迟时间的作用。
②I的方向:I是增加的,I的方向与I相反;I是减小的,I的方向与I方向相同。
2、自感电动势:在自感现象中产生的感应电动势叫自感电动势。,自感电动势的大小取决于线圈自感系数和本身电流变化的快慢,自感电动势方向总是阻碍电流的变化。
3、自感系数:L为自感系数,描述线圈产生自感电动势大小本领的物理量。其单位为享,用H表示,1H=103mH=106mH。它的大小是由线圈本身决定,与通不通电流,电流的大小无关。线圈的横截面积越大,线圈越长,匝数越密,它的自感系数就越大。实际上它与线圈上单位长度的匝数n成正比,与线圈的体积成正比。除此外,线圈内有无铁芯起相当大的作用,有铁芯比没有铁芯,自感系数要大得多。
4、自感现象的应用和防止
(1)自感现象的应用——日光灯工作原理
①电路图

②起动器的作用:利用动触片和静触片的接通与断开起一个自动开关的作用,起动的关键就在于断开的瞬间;
③镇流器的作用:日光灯点燃时,利用自感现象产生瞬时高压;日光灯正常发光时,利用自感现象,对灯管起到降压限流作用。
(2)自感现象的防止:用双线绕法——产生反向电流,使磁场相互抵消。


通电自感和断电自感:





分析自感现象的基本方法:


因为自感现象是以发生自感的那部分电路的电流为主展开的分析,所以在研究自感问题时,应以电流的稳定分布为分析的基点,对电流的变化进行比较后展开分析。一般我们只研究电流从零增大到稳定值和由稳定值减小到零的情况。
1.自感电路中阻碍自感电流变化的原因
(1)当自感电路中电流增大时,增大的电流的能量转化为自感线圈中的磁场能量,而表现出阻碍这种增大的现象。
(2)当自感电路中电流减小时,自感线圈储存的磁场能量会释放出来,转化为电流的能量,而表现出阻碍这种减小的现象。
2.分析自感支路对其他并联支路的影响的步骤
(1)当电源接通,自感电路中电流由零开始增大的瞬时,相当于此电路中电阻突然增大到极大,等效于该支路在瞬时断开。
(2)当电源断开,自感电路中电流减小到零瞬时,此电路的电流会在一段短暂时间内维持原来大小。
(3)通过各支路的电路结构比较它们在稳定状态的电流大小。
(4)把自感线圈当做假想电源,其他支路与新电源的关系确定电路结构,确定电流的分配,再比较各支路新的电流与原来电流的大小关系,分析要处理的问题并得出结论:
3.自感中“闪亮”与“不闪亮”问题


速解自感问题的等效法:

1.通电自感的等效
在通电前线圈中电流为零。通电后线圈中的电流逐渐增大到稳定值。此过程中可将线圈等效为导体,其阻值由无穷大逐渐减小到其直流阻值。然后利用直流动态电路分析中“串反并同”的结论分析通电自感中发生的现象。
2.断电自感的等效
开关断开后,若通电自感线圈中的电流仍能形成通路,则流过自感线圈中的电流将从原来的数值沿原来的方向流动,流动中电流逐渐减小到零。断电的线圈可等效为一个电源,其电动势大小与其外电路有关,与通电线圈中电流有关。E=I(r+R)。当线圈中电流逐渐减小到零时,E逐渐减小到零。



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