李哲万岁
是用右手定则都能判定出来。如图2所示,闭合图形导线中的磁场逐渐增强,因为看不到切割,用右手定则就难以判定感应电流的方向,而用楞次定律就很容易判定。
(“因电而动”用左手,“因动而电”用右手) 59.互感 自感 涡流Ⅰ
互感:由于线圈A中电流的变化,它产生的磁通量发生变化,磁通量的变化在线
圈B
中激发了感应电动势。这种现象叫互感。
自感现象是指由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象。所产生的感
应电
动势叫做自感电动势。自感系数简称自感或电感, 它是反映线圈特性的物理量。线圈越长, 单位长度上的匝数越多, 截面积越大, 它的自感系数就越大。另外, 有铁心的线圈的自感系数比没有铁心时要大得多。
自感现象分通电自感和断电自感两种, 其中断电自感中“小灯泡在熄灭之前是否要闪亮一下”的问题, 如图2所示, 原来电路闭合处于稳定状态, L与LA并联, 其电流分别为IL和IA, 方向都是从左到右。在断开S的瞬间, 灯A中原来的从左向右的电流IA立即消失, 但是灯A与线圈L构成一闭合回路, 由于L的自感作用, 其中的电流IL 不会立即消失, 而是在回路中逐断减弱维持暂短的时间, 在这个时间内灯A中有从右向左的电流通过, 此时通过灯A的电流是从IL开始减弱的, 如果原来IL?IA, 则在灯A熄灭之前要闪亮一下; 如果原来IL?IA, 则灯A是逐断熄灭不再闪亮一下。原来IL和IA哪一个大, 要由L的直流电阻RL和A的电阻RA的大小来决定, 如果RL?RA,则IL?IA, 如果RL?RA,IL?IA。
2、由于线圈(导体)本身电流的变化而产生的电磁感应现象叫自感现象。在自感现象中产生感应电动势叫
自感电动势。
由上例分析可知:自感电动势总量阻碍线圈(导体)中原电流的变化。 3、自感电动势的大小跟电流变化率成正比。
?自?L?I ?tL是线圈的自感系数,是线圈自身性质,线圈越长,单位长度上的匝数越多,截面积越大,有铁芯则线圈的
6
李哲万岁
自感系数L越大。单位是亨利(H)。
如是线圈的电流每秒钟变化1A,在线圈可以产生1V 的自感电动势,则线圈的自感系数为1H。还有毫亨
(mH),微亨(?H)。
涡流及其应用
1.变压器在工作时,除了在原、副线圈产生感应电动势外,变化的磁通量也会在铁芯中产生感应电流。一般来说,只要空间有变化的磁通量,其中的导体就会产生感应电流,我们把这种感应电流叫做涡流
2.应用:
(1)新型炉灶——电磁炉。
(2)金属探测器:飞机场、火车站安全检查、扫雷、探矿。 60.交变电流 描述交变电流的物理量和图象Ⅰ
一、交流电的产生及变化规律:
(1)产生:强度和方向都随时间作周期性变化的电流叫交流电。
矩形线圈在匀强磁场中,绕垂直于匀强磁场的线圈的对称轴作匀速转动时,如图5—1所示,产生正弦(或
余弦)交流电动势。当外电路闭合时形成正弦(或余弦)交流电流。
图5—1
(2)变化规律:
(1)中性面:与磁力线垂直的平面叫中性面。
线圈平面位于中性面位置时,如图5—2(A)所示,穿过线圈的磁通量最大,但磁通量变化率为零。因此,
7
李哲万岁
感应电动势为零 。
图5—2
当线圈平面匀速转到垂直于中性面的位置时(即线圈平面与磁力线平行时)如图5—2(C)所示,穿过线
圈的磁通量虽然为零,但线圈平面内磁通量变化率最大。因此,感应电动势值最大。
?m?2·N·B·l·v?N·B·?·S(伏) (N为匝数)
(2)感应电动势瞬时值表达式:
若从中性面开始,感应电动势的瞬时值表达式:e??m·sin?t(伏)如图5—2(B)所示。 感应电流瞬时值表达式:i?Im·sin?t(安)
若从线圈平面与磁力线平行开始计时,则感应电动势瞬时值表达式为:e??m·cos?t(伏)如图5—2
(D)所示。
感应电流瞬时值表达式:i?Im·cos?t(安) 二、表征交流电的物理量: (1)瞬时值、最大值和有效值: 交流电在任一时刻的值叫瞬时值。 瞬时值中最大的值叫最大值又称峰值。
交流电的有效值是根据电流的热效应规定的:让交流电和恒定直流分别通过同样阻值的电阻,如果二者热效
应相等(即在相同时间内产生相等的热量)则此等效的直流电压,电流值叫做该交流电的电压,电流有效值。
正弦(或余弦)交流电电动势的有效值?和最大值?m的关系为:???m2??0.707?m
8
李哲万岁
交流电压有效值U??0.707Um;
交流电流有效值I??0.707Im。
注意:通常交流电表测出的值就是交流电的有效值。用电器上标明的额定值等都是指有效值。用电器上说明
的耐压值是指最大值。 (2)周期、频率和角频率
交流电完成一次周期性变化所需的时间叫周期。以T表示,单位是秒。 交流电在1秒内完成周期性变化的次数叫频率。以f表示,单位是赫兹。
周期和频率互为倒数,即T?1f。 我国市电频率为50赫兹,周期为0.02秒。
角频率?:??2?T?2?f 单位:弧度/秒 交流电的图象:
e??m·sin?t图象如图5—3所示。 e??m·cos?t图象如图5—4所示。
61。正弦交变电流的函数表达式Ⅰ
9
李哲万岁
u=Umsinωt i=Imsinωt
62.电感和电容对交变电流的影响Ⅰ
①电感对交变电流有阻碍作用,阻碍作用大小用感抗表示。 低频扼流圈,线圈的自感系数L很大,作用是“通直流,阻交流”; 高频扼流圈,线圈的自感系数L很小,作用是“通低频,阻高频”. ②电容对交变电流有阻碍作用,阻碍作用大小用容抗表示 耦合电容,容量较大,隔直流、通交流
高频旁路电容,容量很小,隔直流、阻低频、通高频 63.变压器Ⅰ
变压器是可以用来改变交流电压和电流的大小的设备。
理想变压器的效率为1,即输入功率等于输出功率。对于原、副线圈各一组的变压器来说(如图5—6),原、副线圈上的电压与它们的匝数成正。
即
U1n1? U2n2电流强度与它
因为有U1·I1?U2·I2,因而通过原、副线圈的
们的匝数成反比。
即
I1n2? I2n1注意:1.理想变压器各物理量的决定因素
输入电压U1决定输出电压U2,输出电流I2决定输入电流I1,输入功率随输出功率的变化而变化直到达到变压器的最大功率(负载电阻减小,输入功率增大;负载电阻增大,输入功率减小)。
2.一个原线圈多个副线圈的理想变压器的电压、电流的关系
U1:U2:U3:…=n1:n2:n3:… I1n1=I2n2+I3n3+…
10
相关推荐: