第6节

互感和自感

1.当一个线圈中的电流变化时，会在另一个线圈中产生感应电动势，这种现象叫互感，互感的过程是一个能量传递的过程。

2．一个线圈中的电流变化时，会在它本身激发出感应电动势，叫自感电动势，自感电动势的作用是阻碍线圈自身电流的变化。

ΔI

3．自感电动势的大小为E＝L，其中L为自感

Δt

系数，它与线圈大小、形状、圈数，以及是否有铁芯等因素有关。

4．当电源断开时，线圈中的电流不会立即消失，说明线圈中储存了磁场能。

一、互感现象 1．定义

两个相互靠近的线圈，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的现象。产生的电动势叫做互感电动势。

2．应用

互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈，变压器、收音机的“磁性天线”就是利用互感现象制成的。

3．危害

互感现象能发生在任何两个相互靠近的电路之间。在电力工程和电子电路中，互感现象有时会影响电路正常工作。

二、自感现象和自感系数 1．自感现象

当一个线圈中的电流变化时，它产生的变化的磁场在它本身激发出感应电动势的现象。 2．自感电动势

由于自感而产生的感应电动势。

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3．通电自感和断电自感

电 路 现 象 自感电动势的作用 通电自感 断电自感 4．自感电动势的大小

接通开关瞬间，灯泡A1逐渐地亮起来 断开开关瞬间，灯泡A逐渐变暗，直至熄灭 阻碍电流的增加 阻碍电流的减小 ΔI

E＝L，其中L是自感系数，简称自感或电感，单位：亨利，符号为H。

Δt5．自感系数大小的决定因素

自感系数与线圈的大小、形状、圈数，以及是否有铁芯等因素有关。 三、磁场的能量

1．自感现象中的磁场能量

(1)线圈中电流从无到有时：磁场从无到有，电源的能量输送给磁场，储存在磁场中。 (2)线圈中电流减小时：磁场中的能量释放出来转化为电能。 2．电的“惯性”

自感电动势有阻碍线圈中电流变化的“惯性”。

1．自主思考——判一判

(1)两线圈相距较近时，可以产生互感现象，相距较远时，不产生互感现象。(×) (2)在实际生活中，有的互感现象是有害的，有的互感现象可以利用。(√) (3)只有闭合的回路才能产生互感。(×)

(4)线圈的自感系数与电流大小无关，与电流的变化率有关。(×)

(5)线圈自感电动势的大小与自感系数L有关，反过来，L与自感电动势也有关。(×) (6)线圈中电流最大的瞬间可能没有自感电动势。(√) 2．合作探究——议一议 (1)如何理解互感现象？

提示：互感现象是一种常见的电磁感应现象，它不仅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相互靠近的电路之间。

(2)断电自感现象中，为什么有的灯泡逐渐熄灭，有的灯泡闪亮后再逐渐熄灭？

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提示：断电前，流过灯泡的电流I1取决于灯泡两端的电压和灯泡自身的电阻，断电后，流过灯泡的电流取决于线圈中的电流，设线圈中电流断电前为I2，断电后逐渐减小，则灯泡中电流也由I2逐渐减小。所以，若I2≤I1，灯泡中电流由I2逐渐减小，灯泡逐渐变暗；若I2>I1，灯泡中电流先增大后减小，灯泡闪亮后逐渐熄灭。

(3)断电自感现象中，在断开开关后，灯泡仍然亮一会，是否违背能量守恒定律？ 提示：不违背。断电时，储存在线圈内的磁场能转化为电能，用以维持回路保持一定时间的电流，直到电流为零时，磁场能全部转化为电能并通过灯泡(或电阻)转化为内能，可见自感现象遵循能量守恒定律。

对通电自感的理解

如图4-6-1所示的电路，两灯泡规格相同，接通开关后调节电阻R，使两个灯泡亮度相同，然后断开电路，再次接通的瞬间：

图4-6-1

条件 S闭合的瞬间

[典例] 如图4-6-2所示，灯L1、L2完全相同，带铁芯的线圈L的电阻可忽略，则( )

现象 A2先亮 A1逐渐亮起 原因 由于A2支路为纯电阻，不产生自感现象 由于L的自感作用阻碍A1支路电流增大

图4-6-2

A．S闭合的瞬间，L1、L2同时发光，接着L1变暗，L2更亮，最后L1熄灭 B．S闭合瞬间，L1不亮，L2立即亮 C．S闭合瞬间，L1、L2都不立即亮

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