自感和涡流

一、自感

1.概念:由于导体本身的电流变化而产生的电磁感应现象称为自感,由于自感而产生的感应电动势叫做自感电动势.

2.表达式:E=L△I/△t

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3.自感系数L

(1)相关因素:与线圈的大小、形状、匝数以及是否有铁芯有关。线圈长度越长,线圈横截面越大,单位长度上线圈匝数越多,自感系数越大,有铁芯比没有要大。

(2)单位:亨利(H,1mH=10-3H,1μH=10-6H).

4.自感电动势的方向:由楞次定律可知,自感电动势总是阻碍原来导体中电流的变化.当回路中的电流增加时,自感电动势和原来电流的方向相反;当回路中的电流减小时,自感电动势和原来电流的方向相同.自感对电路中的电流变化有阻碍作用,使电流不能突变.

 

二、涡流

涡流现象及其应用

1、涡电流现象

(1)如图所示,当线圈中通有交变电流时,铁心中这些回路的磁通量就会发生变化,从而在铁心内产生感应电流.这种感应电流呈涡旋状,所以叫做涡电流,又叫涡流.

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由于整块金属的电阻很小,所以涡电流常常很大.涡电流会引起铁心发热,这不仅损耗了大量的电能,而且还可能烧坏设备.

(2)变压器和镇流器的铁心通常用涂有绝缘漆的薄硅钢片叠压制成,而不是用一整块铁制成,其原因是为了减小涡电流.

 

2、涡流的两种效应及应用

(1)涡流的热效应:利用涡流在回路中产生的热量冶炼金属的高频炉;家庭中使用的电磁灶。

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(2)涡流的磁效应:利用涡流所产生的磁场进行电磁阻尼和电磁驱动;金属探测器。

 

3、涡流的本质

在理解涡流时,要注意涡流的本质是由于电磁感应而产生的,它的产生仍然符合感应电流产生的条件(有磁通量的改变,具体形式是有磁场的变化或导体切割磁感线),特殊之处在于感应电流不是在线状回路中产生的,而是在块状金属中产生的.

 

4、对涡流的理解

要注意到涡流产生的特点,从而理解涡流的两种效应的应用.涡流是在金属块内部产生的,因而加热电路无需和被加热材料直接接触,起到感应加热的作用.另外金属的电阻率一般较低,故而涡电流的强度一般很大,因而热效应和磁效应很明显,所以在应用时要特别重视.