| 1、自感 下图为两个实验电路，在图(a)电路中，当开关闭合时，灯泡HL2马上变亮，而灯泡H1慢慢变亮，亮度不变；在图(b)电路中，当开关闭合时，灯泡HL马上变亮，开关断开时，HL不会马上熄灭，而是慢慢熄灭。 在图(a)电路中，当开关闭合时，流过线圈的电流由无到有，该电流是一个增大的电流，线圈马上产生左正右负的自感电动势，阻碍增大的电流通过(可理解为线圈左端为正，左端电位升高，电流较难通过)，由于自感电动势的阻碍，流过线圈的电流只能慢慢增大，故灯泡HLI慢慢变亮，当电流达到*大值不再变化时，线圈的自感电动势消失，灯泡亮度保持不变:在图(b)电路中，当开关断开时，流过线圈的电流突然减小，线圈马上产生左负右正的自感电动势，阻碍电流减小(可理解为线圈左端为负，左端电位下降，吸引电流通过线圈)，由于线圈与HL组成一个闭合电路，线圈此刻就像是一一个左负右正的电池，它产生电流流过HL,电流方向是线圈右正-HL线圈右负，电流在线圈内部是由左端流到右端，随着流过HL和线圈的电流不断减小，线圈产生的电动势不断降低，当电流为0时，线圈的电动势也为0。 线圈产生的自感电动势大小与电流的变化率AI/At成正比，与线圈的自感系数L(又称电感量，其大小与线圈匝数等有关，匝数越多，L值越大)也成正比，自感电动势的数学表达式为： 2、互感 图为一个实验电路，在一个环形铁芯上绕有两组线圈，一组线圈(称作一次绕组)接电源和开关，另一组线圈(称作二次绕组)接一只电流表，当开关闭合时，会发现电流表的表针摆动一下，不动。 为什么会出现这种现象呢?原来当开关闭合时。一次绕组突然有增大的电流（从无到有）通过，绕组马上产生自感电动势阻碍该电流增大，流过一次绕组的电流只能慢慢增大。此电流产生的磁场慢慢增强，该逐渐增强的磁场沿着铁芯穿过二次绕组，即穿过二次绕组的磁通量逐渐增大，根据电磁感应规律可知，当穿过线圈的磁通量发生变化时，线圈会产生电动势，二次绕组会产生电动势，二次绕组与电流表接成闭合回路，电流表就有电流通过。开关闭合后，当一次绕组的电流达到*大值不再变化时，产生的磁场也不变化，穿过二次绕组的磁通量也就不变，二次绕组不再产生电动势，电流表无电流通过。当开关断开时，电流表表针也会摆动一下，其原因可自行分析。 一个线圈的电流变化而使其它线圈产生感应电动势的现象称为互感现象。由互感而产生的电动势称为互感电动势。互感电动势的大小与穿过本线圈的磁通量变化率成正比，互感电动势的计算比较复杂，这里不作介绍。变压器、电压互感器和电流互感器都是利用互感原理来工作的。 互感现象不仅会发生在两个相距很近的线圈之间，也会发生在任意两个相互靠近的电路之间，这样容易引起干扰，给电路加设屏蔽罩可减少或避免这种干扰。 |
| 利用楞次定律可判断线圈产生的感应电流方向。具体是：先判断穿过线圈的磁通量方向及变化趋势(即是增大还是减小)，再根据感应电流的磁场总是阻碍磁通量变化的原则，来确定感应电流的方向。下面以图所示两种情况来说明。 在图(a)中，穿过线圈的磁通方向是下N上S，并且磁通量具有增多的趋势。根据感应电流产生的磁场总是阻碍磁通量变化的原则，确定线圈感应电流产生的磁场应是上N下S，因为只有线圈产生上N下S的磁场才能阻碍下N上S并且增多的磁通量(可理解为同性相斥，线圈感应电流产生的上N下S的磁场阻碍下N上S的磁铁靠近)，确定线圈产生的磁场方向后，再用右手螺旋定则不难判断出线圈的感应电流方向是由下往上。 在图(b)中，穿过线圈的磁通方向是下N上S，并且磁通量具有减少的趋势。根据感应电流产生的磁场总是阻碍磁通量变化的原则，确定线圈产生的磁场应是上S下N，因为只有线圈产生上S下N的磁场才能阻碍下N上S并且减少的磁通量(可理解为异性相吸，线圈产生的上S下N的磁场吸引下N上S的磁铁，阻碍其离开)，确定线圈产生的磁场方向后，再用右手螺旋定则不难判断出线圈的感应电流方向是由上往下。 图 用楞次定律判断线圈产生的感应电流方向 线圈产生的感应电动势大小可用法拉第电磁感应定律来计算。法拉第电磁感应定律指出：闭合线圈产生的感应电动势的大小与穿过回路的磁通量的变化率成正比，其数学表达式为： 式中，E为电动势；N为线圈的匝数；ΔΦ表示磁通量的变化量；Δt表示磁通量变化ΔΦ表示磁通量的变化量；Δt表示磁通量变化ΔΦ变化相同，但变化所需的时间Δt更短，故线圈产生的电动势会更高。 |