无限长螺线管周围的涡旋电场解读.pptxVIP

无限长螺线管周围的涡旋电场解读 第1页/共63页 2 无限长螺线管周围的涡旋电场 螺线管中的交变电流 螺线管中的交变磁通 第2页/共63页 3 涡旋电场 第3页/共63页 4 第4页/共63页 5 §6－5自感和互感 美国物理学家亨利（J.Henry） 讨论由电流变化而引起的感应电动势中 电动势与电流变化率的关系 由于亨利的工作，人们对电磁感应现象的认识又向前跨进了一步。电磁感应还可区分为自感应(self-inductance)和互感应(mutual inductance) 第5页/共63页 6 一、自感现象 自感应： 回路中因自身电流变化引起的感应电动势 S1与S2是两个相同的灯泡； R=RL, 现象 ： (a) 接通K瞬间，S1比S2先亮 (b) 断开瞬间，灯泡突然亮一下 为什么？ 接通K或切断K，由于电流变化导致磁场变化 磁通匝链数 第6页/共63页 7 自感系数（coefficient of self-inductance） =LI 比例系数为L ，称为自感系数 L只与线圈大小、几何形状、匝数、以及介质性质有关。 感应电动势还可以表示成 比例系数？ 总是反抗回路上电流的变化 L= const. 第7页/共63页 8 为保证L > 0，规定 的正向与i 的正向成右手螺旋关系。 单位：亨利（H） 第8页/共63页 9 第9页/共63页 10 三.自感（电感）的特点 由楞次定律得知，i 的变化受到 L 的阻碍， ∴L对交流电流有感抗，但对直流电流畅通。 （对比：电容器电压不能突变，可以通过交流电流，而隔断直流电流。） 第10页/共63页 11 例题9：求长为l 的传输线的电感 方法：求B————L 第11页/共63页 12 同轴电缆 同轴电缆中间的线是实心导体圆柱 传输线的结果也可用于同轴电缆，为什么？ 由于传输高频信号时有趋肤效应存在电流分布在圆柱体表面 例如一根半径R＝1.0cm 的铜导线，其截面上的电流密度随频率变化的情况如图所示 第12页/共63页 13 趋肤效应 为什么在电流变化时会有趋肤效应产生？ I变——B变——I’ (涡电流) 在一个周期内大部分时间里轴线附近I与I’方向相反 而表面附近I和I’同向 所以轴线附近的电流被削弱 表面附近的电流被加强 趋肤效应 第13页/共63页 14 （时间长） （时间短） i 、B 、i涡 的正方向 第14页/共63页 15 趋肤效应的后果及应用 传输高频信号时，由于趋肤效应会使导线的有效截面减少，从而是等效电阻增加 对铁来说，由于大，即使频率不太大，趋肤效应也很明显， 对于良导体，在高频下的趋肤深度很小，即电流仅分布在导体表面很薄的一层 工业上可用于金属表面的淬火 第15页/共63页 16 §6.6互感应（mutual inductance） 互感现象 由于其它电路中电流变化在回路中引起的感应电动势的现象 N1 N2 自感磁通匝链数 互感磁通匝链数 线圈1 线圈2 比例系数为M21和M12，其值取决于线圈大小、匝数、几何形状、两线圈的相对位置 第16页/共63页 17 它由两线圈的大小、 一. 互感系数 （coefficient of mutual inductance） M = const. M 称互感系数， M 的单位： 和介质情况决定。 相对位形 圈数、 形状、 第17页/共63页 18 互感电动势 线圈1电流变化在线圈2中产生的感应电动势为 线圈2电流变化在线圈1 中产生的感应电动势为 互感系数 可以证明 第18页/共63页 19 二 . 互感系数的计算 哪条路计算方便，就按哪条路计算 哪条路计算 M 方便？ 三 . 互感的应用 变压器，互感器，… 第19页/共63页 20 耦合系数 线圈相对位置不同，M的值不同 ,设 耦合系数 几何尺寸相同 第20页/共63页 21 线圈2 第21页/共63页 22 第22页/共63页 23 两个线圈串联的自感系数 L1＋L2 =?L 一般情况不等，与串联方式有关 串联方式 串联顺接：1尾与2头接 L =L1＋L2 +2M 串联反接：1尾与2尾接 L =L1＋L2 -2M 无漏磁时 第23页/共63页 24 三、互感线圈的串联 1.顺联：电流方向相同 第24页/共63页 25 2.逆联：电流方向相反，产生磁通量相互削弱 第25页/共63页 26 电路 电磁学 场： 对象：电场、磁场 研究场的通量、环流 路： 由元件和电源构成 研究电荷在场的作用下的迁移传导规律——场的规律在电路中的具体实现 第26页/共63页 27 电路的分类 直流电路： 交流电路： 暂态电路： 定态