大学物理(下)14电磁感应2.ppt

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1、第十六章电磁感应§16.2自感、互感；磁场能量1电磁感应—自感、互感；磁场能量§16.2.1自感§16.2.2互感§16.2.3磁场的能量小结返回§16.2自感、互感；磁场能量2电磁感应—自感、互感；磁场能量§16.2.1自感由于回路自身电流产生的磁通量发生变化，而在回路中激发感应电动势的现象1、自感现象2、自感系数§16.2自感、互感；磁场能量3电磁感应—自感、互感；磁场能量自感系数与线圈的大小、形状、匝数密度、磁介质有关，而与线圈中电流无关。单位：亨利，H对于确定的线圈，3、自感电动势4电磁感应—自感、互感；磁场能量说明:①“—”号表示

2、自感电动势的方向当I增加时,L与I方向相反当I减小时,L与I方向相同②回路中的自感电动势具有阻碍回路原有电流变化的性质。自感系数也可视为回路“电磁惯性”大小的量度③计算自感系数的另一种方法5电磁感应—自感、互感；磁场能量例1：求长直螺线管的自感系数LlSnI解：返回6电磁感应—自感、互感；磁场能量§16.2.2互感当两个线圈中电流发生变化时，相互在对方的线圈中产生感应电动势的现象1I1N1S12I2N2S21、互感现象如果两线圈的大小、形状、相对位置、磁介质的磁导率都保持不变2、互感系数M只与线圈自身的特征及相对位置有关，与I无关7电磁

3、感应—自感、互感；磁场能量线圈1电流变化在线圈2中产生的互感电动势线圈2电流变化在线圈1中产生的互感电动势计算互感系数的另一种方法3、互感电动势返回8电磁感应—自感、互感；磁场能量解：lSN1N2例2：求互感系数I1返回9电磁感应—自感、互感；磁场能量ablxdxxo解：例3：求互感系数返回10电磁感应—自感、互感；磁场能量§16.2.3磁场的能量由于线圈在通电过程中，电流克服自感电动势作功，使线圈具有能量。稳恒电流的功为：在dt时间内，电流i克服线圈中自感电动势作的元功为：当i：此功以磁能的方式储存在线圈中：1、线圈的磁能11电磁感应—自

4、感、互感；磁场能量2、磁场的能量密度其内部达到稳定电流I时，则螺线管内储存的磁场能量为：虽然此结论从上述特例推出，但具有普遍意义。lSn对长直密绕螺线管：磁场能量密度：12电磁感应—自感、互感；磁场能量3、非匀强磁场能量求法a:任取体积元dVb:计算dV内能量c:计算总能量（在dV内B的分布均匀）返回13电磁感应—自感、互感；磁场能量lRrdrI例4：计算半径为R、长为l、通有电流I、磁导率为的均匀载流圆柱导体内磁场能量。解：返回14电磁感应—自感、互感；磁场能量则oa、oc两段的感生电动势均为零例5:长直密绕螺线管中通交变电流，如图放置

5、一导体棒。若某时刻，求棒的电动势？解：取回路oac，（与垂直）返回15电磁感应—自感、互感；磁场能量1、自感自感系数：自感电动势：2、互感1I1N1S12I2N2S2互感系数：小结：16电磁感应—自感、互感；磁场能量1I1N1S12I2N2S2Ψ21——I1的磁场在线圈2中的总磁通量Ψ12——I2的磁场在线圈1中的总磁通量互感电动势：3、磁场能量磁场能量密度：返回17电磁感应—自感、互感；磁场能量补充几点说明：④单位：亨利，H毫亨，mH1H=103mH③此公式只适用于回路中没有铁磁质的情况，否则与电流有关②自感系数与线圈的大小、形状、磁介质、

6、线圈密度有关，而与线圈中电流无关。⑤自感系数的计算①假设线圈中通有电流I③求通过线圈的磁通链数ψ④由定义求出自感系数L①自感系数在数值上等于回路中的电流为1个单位时，通过这个回路所包围面积的磁通链数②求电流I产生的B18电磁感应—自感、互感；磁场能量补充几点说明：④互感系数的计算③此公式只适用于回路中没有铁磁质的情况，否则与电流有关②互感系数与线圈的大小、形状、相对位置、磁介质磁导率、线圈密度有关，而与线圈中电流无关。①假设一个线圈中通有电流I③求通过另一线圈的磁通链数ψ④由定义求出互感系数M①互感系数在数值上等于其中一个回路中的电流为1个单

7、位时，通过另一回路的磁通链数②求电流I在另一线圈中产生的B19电磁感应—自感、互感；磁场能量