自感現象

自感現象

自感現象是一種特殊的電磁感應現象,是由於導體本身電流發生變化引起自身產生的磁場變化而導致其自身產生的電磁感應現象。

基本信息

辭彙

自感現象(self-inductionphenomenon)是一種特殊的電磁感應現象,它是由於導體本身電流變化而引起的。

自感,互感現象 自感,互感現象

流過線圈的電流發生變化,導致穿過線圈的磁通量發生變化而產生的自感電動勢,總是阻礙線圈中原來電流的變化,當原來電流在增大時,自感電動勢與原來電流方向相反;當原來電流減小時,自感電動勢與原來電流方向相同。 因此,“自感”簡單地說,由於導體本身的電流發生變化而產生的電磁感應現象,叫做自感現象。如下圖所示,我們將僅由迴路1中電流I1的變化而引起的感應電動勢稱為自感電動勢,用符號εL表示,而把僅由迴路2中電流I2的變化而引起的感應電動勢稱為互感電動勢,用符號ε12表示,這就是說,由於迴路中有電流變化,而在該迴路自身中引起的感應電動勢是自感電動勢,而在兩個鄰近迴路中,由於其中之一有電流的變化,而在另一迴路引起的感應電動勢則為互感電動勢.

釋義

考慮一個閉合迴路,設其中的電流為I,根據畢奧--薩伐爾定律,此電流在空間任意一點的磁感強度都與I成正比,因此,穿過迴路本身所圍面積的磁通量也與I成正比,即 :Φ=LI

自感電動勢 自感電動勢

式中L為比例係數,叫做自感,實驗表明,自感L與迴路形狀,大小以及周圍介質的磁導率有關,如果I為單位電流,則L=Φ,可見,某迴路的自感,在數值上等於迴路中的電流為一個單位時,穿過此迴路所圍面積的磁通量。當迴路是由N匝線圈構成時,上式為:Ψ=NΦ=LI

這時,N匝線圈的自感,在數值上等於線圈中的電流為一個單位時,穿過一匝線圈的磁通量乘以線圈匝數.根據電磁感應定律,可知自感電動勢為 自感電動勢

自感電動勢 自感電動勢

如果迴路的形狀,大小和周圍介質的磁導率都不隨時間變化,則L為一常量,因而

自感電動勢

自感的意義也可理解為:某迴路的自感,在數值上等於迴路上的電流隨時間的變化率為一個單位時,在迴路中所引起的自感電動勢的絕對值.

自感的單位是亨利,其符號是H

套用

鎮流器 鎮流器

自感現象在各種電器設備和無線電技術中有廣泛的套用。日光燈的鎮流器就是利用線圈的自感現象。

自感現象也有不利的一面,在自感係數很大而電流有很強的電路(如大型電動機的定子繞組)中,在切斷電路的瞬間,由於電流強度在很短的時間內發生很大的變化,會產生很高的自感電動勢,使開關的閘刀和固定夾片之間的空氣電離而變成導體,形成電弧。這會燒壞開關,甚至危害到人員安全。因此,切斷這段電路時必須採用特製的安全開關。

分析

通電自感 斷電自感
電路圖
自感現象 自感現象
自感現象 自感現象
器材要求 電燈泡1,2同規格,R=R,L較大 L很大(有鐵芯)
現象 在S閉合瞬間,燈2立即亮起來,燈1逐漸變亮,最終一樣亮。 在開關S斷開時,燈A漸漸熄滅(r≥R)或閃亮一下再熄滅(r〈R)。
原因 法拉第電磁感應定律
能量轉換情況 電能轉化為磁場能 磁場能轉化為電能

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