自感现象的应用(15-2-4)

自感的原理及应用1. 什么是自感？自感，又称为电感或感应电阻，是电路中一种重要的电性质。

当电流在导体中流动时，会在导体周围产生一个磁场。

这个磁场会产生一个与电流变化有关的电动势，从而阻碍电流的变化。

这种阻碍电流变化的电性质就是自感。

2. 自感的原理自感的原理可以由法拉第电磁感应定律解释。

根据法拉第电磁感应定律，当电流在导线中变化时，会在导线周围产生一个磁场。

这个磁场会反过来影响导线内的电流，从而阻碍电流的变化。

具体来说，自感的产生是由于磁场的回应。

当电流发生变化时，磁场会随之改变，从而产生了一个沿着导线方向的感应电动势。

这个感应电动势的方向与电流的变化方向相反，从而产生了一个阻碍电流变化的作用。

3. 自感的应用自感在电路中有着广泛的应用，以下列举了几个常见的应用：•电感自感器件就是电感的一种常见形式，它可以用来存储能量，抑制高频噪声以及滤波等。

自感通过电抗来描述，它的阻力为零。

电感的大小取决于线圈的匝数、线圈的面积以及线圈的长度。

•变压器变压器是利用自感原理工作的重要设备。

它可以将低压高电流的交流电转换成高压低电流的交流电，或者反过来。

变压器是电力传输和分配中的关键设备，广泛应用于电力系统中。

•发电机发电机也是利用自感原理工作的设备之一。

在发电机中，通过转动导体线圈和恒定磁场之间的相互作用，产生感应电动势。

这个感应电动势将电能转换为机械能，从而进行发电。

•电磁铁电磁铁是利用自感原理将电能转换为磁能的设备之一。

当电流通过一个线圈时，会在线圈周围产生一个磁场。

这个磁场可以吸引铁磁物质，从而形成一个临时磁铁。

•电感传感器电感传感器是利用自感原理测量物理量的设备。

通过测量电感的变化来实现对物理量的测量。

例如，利用电感传感器可以测量金属材料的温度、液位的变化等。

4. 总结自感是电路中一种重要的电性质，通过阻碍电流变化来产生感应电动势。

自感的原理可以由法拉第电磁感应定律解释。

自感在电路中有着广泛的应用，包括电感、变压器、发电机、电磁铁和电感传感器等。

自感现象的原理及应用1. 引言自感现象是一种物理现象，指的是当电流经过一条导线时，产生的磁场会对导线本身产生感应电动势的现象。

这种自感作用在电路设计和应用中具有重要的作用。

本文将介绍自感现象的基本原理、计算方法以及在电路设计和应用中的应用。

2. 自感现象的原理自感现象基于法拉第电磁感应定律，即改变磁通量线的大小和方向会在导线上产生感应电动势。

自感现象的原理可以用以下公式表示：$$ V = -L \\frac{di}{dt} $$其中，V表示电压，L表示自感系数，di/dt表示电流的变化率。

3. 自感系数的计算自感系数是用来衡量导线对其本身产生的磁场的感应程度。

具体计算方法如下：•直线导线的自感系数计算公式为：$$ L = \\frac{\\mu_0 \\cdot \\pi \\cdot d}{ln(\\frac{8d}{r})} $$其中，L表示自感系数，$\\mu_0$表示真空中的磁导率，d表示导线的长度，r表示导线的半径。

•环形导线的自感系数计算公式为：$$ L = \\frac{\\mu_0 \\cdot R}{2} \\cdot \\left[ln\\left(\\frac{8R}{r}\\right)-1\\right] $$其中，L表示自感系数，$\\mu_0$表示真空中的磁导率，R表示环形导线的半径，r表示导线的半径。

4. 自感现象在电路设计中的应用自感现象在电路设计中有广泛的应用，下面列举了一些常见的应用场景。

•电感器：电感器是利用自感现象制造的一种电子元件，常用于滤波器、功率供给器、谐振器等电路中。

它们基于自感现象的特性，可以实现对特定频率的信号进行滤波和放大的功能。

•电感耦合：在一些电路中，可以利用自感现象实现电感耦合，将两个或多个电路以电感器作为耦合元件连接起来。

这种电感耦合可以实现信号的传输和干扰的隔离。

•变压器：变压器是基于自感现象的原理构造的，它利用电磁感应现象和自感现象将交流电压从一路传送到另一路。

自感现象的原理及应用一.教学内容：自感与电磁感应的图象问题二.学习目标：1、掌握自感现象的原理及应用问题中典型题型的分析思路。

2、重点掌握电磁感应与图象综合类问题的分析方法。

考点地位：电磁感应现象与图象的综合类问题历来是高考的重点和难点，出题的形式既可以通过选择题的形式出现，也可以通过大型综合题的形式出现，重点考查学生对于法拉第电磁感应定律、安培定则、楞次定律等多方面知识的理解以及运用数学方法分析物理问题的能力，自感现象则体现了电磁感应问题与日常生活实际紧密联系，重点突出了对于楞次定律的深层理解，同时也考查学生抽象物理模型、分析物理模型的能力，如2008年全国卷Ⅰ卷第20题、全国Ⅱ卷第21题、江苏卷第8题、广东卷第18题、2007年全国理综1卷第21题都突出了对于这方面问题的考查。

三.重难点解析：1、自感现象（1）实验电路图1为通电自感实验，图2为断电自感实验。

说明：图1中调节R后使两灯泡亮度相同。

在图2中流过线圈l的电流大于流过灯泡L的电流，即。

（2）实验现象在图1中，闭合开关S，灯泡立刻正常发光，而跟线圈L串联的灯泡却是逐渐亮起来。

在图1中，断开开关S，灯泡L并非立即熄灭，而是过一会才逐渐熄灭。

（3）实验分析①现象分析：上述两种实验电路中有一个共同点，那就是闭合开关或断开开关时，流过线圈的电流都发生了变化。

概念：由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象，叫做自感现象。

说明：自感现象是一种特殊的电磁感应现象。

在断电自感实验中，S断开前后，流过灯泡L的电流方向相反。

②本质分析：由法拉第电磁感应定律知道，穿过线路的磁通量发生变化时，线路中就产生感应电动势。

在自感现象中，由于流过线圈的电流发生变化，导致穿过线圈的磁通量发生变化而产生自感电动势。

注意：在图1中，通电时产生的自感电动势阻碍线圈的电流增加，故逐渐亮起来；在图2中断电时产生的电动势阻碍线圈的电流减小，当S断开后，灯泡L和线圈l组成了新的闭合电路，自感电动势所提供的电流方向和线圈中原来的电流方向相同，但流过L的电流方向却和原来相反。

自感的原理及应用自感是一种电磁现象，当电流通过一个线圈时，产生的磁场会导致自感。

自感的原理是根据法拉第电磁感应定律，即根据电磁场的变化，产生感应电动势。

自感是由线圈的感应现象导致的，当电流通过线圈时，线圈内外都会产生磁场，磁场的变化会导致线圈内部产生感应电势。

具体来说，当电流通过线圈时，电流的流动会产生一个磁场。

磁场的强度与电流的大小成正比，与线圈的匝数成正比，与线圈的形状有关。

当电流改变时，磁场也会随之改变。

根据法拉第电磁感应定律，磁场的变化会导致线圈内部产生感应电势。

这种感应电势的方向与电流改变的方向相反，即阻碍电流改变的方向。

这就是自感的原理。

自感的应用非常广泛。

以下是一些常见的应用：1. 电感器：自感可以用于制造电感器。

电感器是一种用于储存和释放电能的元件。

当外部电流通过电感器时，电流会在电感器中产生一个磁场，随着时间的推移，电感器中的磁场储存了一定的电能。

当外部电流断开时，磁场会逐渐消失，释放储存的电能。

电感器广泛用于电子电路中，例如滤波器、振荡器等。

2. 高压变压器：自感也被广泛应用于高压变压器中。

高压变压器是一种用于改变电压的装置。

它是由一个输入线圈和一个输出线圈组成的。

当输入线圈中的电流改变时，由于自感的作用，会产生感应电势。

这个感应电势会在输出线圈中产生一个与输入线圈不同的电压。

通过调整输入输出线圈的匝数比，可以实现不同程度的电压变换。

3. 发电机和变压器：自感也是发电机和变压器中的重要组成部分。

发电机是将机械能转化为电能的装置，而变压器则是用于改变电压的装置。

在发电机和变压器中，线圈中的自感起到了重要的作用。

当电流通过线圈时，产生的磁场会导致感应电势，从而输出电能。

4. 电磁炉：自感也被广泛应用于电磁炉中。

电磁炉是一种利用电磁感应加热的设备。

通过通过变化的电流产生的变化磁场，感应炉内的金属锅具中的电流。

锅具中的电流会产生热量，从而加热食物。

电磁炉具有高效、精确控温等优点，广泛应用于家庭和商业厨房。

浅谈生活中的自感现象科学与生活息息相关。

本文由平时大家常见的日光灯引入，其中详细对日光灯中的镇流器中利用自感现象做出解释，并以此为基础加以推广，介绍有关自感科学知识，继而介绍其他的有关自感现象的应用。

从而完成从生活发现问题，用科学解释问题，在探索中获得知识这一过程，加深对科学知识的认识和理解。

同时由此向其他知识拓展，明白科学在人类生活中应该有的地位。

关键字：自感镇流器启辉器感应圈正文：科学源于生活，科学促进生活。

科学与生活的关系是相互依存，没有科学的生活是混乱不堪的。

就以照明为例，人类社会因为有了火，才开始对黑夜的探索，才开始让生活更加有序。

时至今日，日光灯更是让千家万户在夜晚享受光明。

而日光灯中对科学知识最为突出的应用之一就是对自感现象及其相应知识的利用。

在介绍日光灯的知识之前首先对自感现象进行一下介绍。

当线圈中通有电流时，电流所产生的磁通量会通过线圈本身。

当电流，线圈形状或者周围的磁介质发生改变时，通过线圈自身的磁通量也会随之变化，从而在线圈中产生感应电动势，这种现象被称为自感现象。

相应的电动势被称为自感电动势。

假设线圈中的电流为I,根据毕奥-萨伐尔定律，该电流在空间任意一点的磁感应强度的大小与线圈中的电流强度I成正比。

因此通过线圈本身的全磁通也与电流成正比，即ψLI=（1）式中，比例系数L叫做线圈的自感系数，简称自感。

在国际单位制中，自感系数的单位与互感系数的单位相同，也为亨[利],毫亨（mH）,微亨（μH）。

即当线圈中的电流为1A时，如果通过线圈本身的全磁通为1Wb，则该线圈的自感系数为1H。

实验表明，自感系数L与线圈的几何形状，大小，匝数及周围的磁介质的情况有关，与线圈中的电流无关（非铁磁质）。

对于确定的线圈和磁介质（非铁磁质），自感系数L为常数。

此时当线圈中的电流发生变化时通过线圈的磁通量也发生改变，根据法拉第电磁感应定律，线圈中产生的自感电动势为（2）式中，负号表示自感电动势ε的方向总是反抗线圈中电流的改变。