对复习回顾这一环节进行复习回顾，在下图为法拉第实验中的原理图里, 大家需要弄清楚电磁感应现象的本质到底是什么, 请以下图为例来说明感应电动势的产生条件具体是什么, 感应电动势的方向应该怎样来加以判断, 以及感应电动势的大小需要进行怎样的计算, 同时还需要明确感应电流的产生条件。
你相信吗, 那个曾经用过线圈的法拉第, 他利用一节普通的电池竟然能让使用者遭遇触电的危险。在实验一里, 有一个部分是实验二, 而实验二里面编号为4.6的部分讲的是互感和自感, 这属于电磁感应规律的应用, 在这个应用的第一个板块里要讲清楚互感现象的具体内容。
首先从定义开始说, 定义是说当某个一个线圈里面的电流发生了变化的时候, 就会导致在另一个不一样的线圈里面产生感应电动势, 这种现象就被专门称作互感, 而在互感这种现象里面产生的那个感应电动势, 我们把它称为互感电动势。接着再说说它的本质是什么, 它的本质上说是一种电磁感应现象。
然后来看看它的应用有哪些应用方面的东西, 比如说变压器就是一种应用, 还有收音机里面的磁性天线这一部分, 也是利用了互感现象才得以制造出来的, 街头上常见的那种变压器是中型的一种互感器, 而变电站里面使用的那些大型变压器则是大型的互感器。
下面要提到的是1、这一部分的内容, 内容是关于由于导体本身的电流发生了变化而产生的电磁感应现象, 这种现象就被叫做自感现象。
第二点, 自感现象里面产生的那个电压被叫做自感电动势。接下来进入第二部分, 也就是关于自感现象的内容。大家来观察一下, 你们看到了什么样子? 请进行思考并且讨论造成这种情况的原因是什么。这里是第三个实验部分, 叫做通电条件下的自感现象。
展示的是带有电感L这个标识的物体的实际接线图。再问一次, 你们通过观察看到了哪些状况? 继续进行思考和分析, 去弄清楚为什么会出现这样的结果。
实验四, 这里指的是自感现象中的断电环节, 我们需要看那个标着数字 3.3 的自感电动势作用的实物连接图是长怎么样的, 然后要知道这个自感电动势的核心作用其实是阻碍通过导体内部的原来就有的那个电流的变化情况, 这里头有一个点特别要注意, 那就是文中强调的用双引号括起来的这个“阻碍”词汇, 它的意思绝对不是彻底地把它“阻止”住或者让它停止不动, 因为自感电动势的确是在干扰原来的电流去增大或者是去减小, 可是它并没有那个本事能够完全禁止掉那个原始电流的增加以及减小的过程发生, 再往下第四点关于这个自感电动势到底是朝哪个方向发展的判定方法, 我们是用楞次定律来判定的, 有个口诀叫增反减同, 另外还得考虑在线圈里头插入铁芯的这个操作, 最后面对后面那个叫做思考与讨论的部分, 里面的第一个问题就是如果我们把电源给断开的时候, 流过线圈 L 的那股电流就会变弱也就是减小, 这种变化会引发什么, 答案就是在这一刻会出现感应出来的电动势状态。
大家需要去搞明白一个核心问题, 这个核心问题是关于感应电动势的作用方向, 具体而言, 就是想知道感应电动势产生的影响, 到底会让线圈L里面流动的那个电流数值变小这个过程变得速度更快一点还是变得速度更慢一点。
2 2、产生感应电动势的线圈可以看做一个电源，它能、产生感应电动势的线圈可以看做一个电源，它能、产生感应电动势的线圈可以看做一个电源贝语网校，它能、产生感应电动势的线圈可以看做一个电源，它能向外供电，由于开关已经断开高中物理自感和互感，线圈提供的感应电流向外供电，由于开关已经断开高中物理自感和互感，线圈提供的感应电流向外供电，由于开关已经断开，线圈提供的感应电流向外供电，由于开关已经断开，线圈提供的感应电流将沿什么途径流动？
问一问, 这个到底是要沿着什么样的路线去流动的? 这是第一个要搞清楚的事情。那么再来说说另外一个问题, 就是开关断开之后, 流过那个灯泡的感应电流的方向, 和之前一直有电流在它里面流着的那会儿相比, 方向是不是一模一样的呢?
现在大家要把电流的方向是不是保持一致的这个疑问提出来, 然后是开关被断开以后，流过那个灯泡的感应的电流这个东西, 在理论上讲有没有一种可能就是会比之前的值要是比原来的数值还要更大的这种可能性存在?
再一个就是说要想要让咱们这个实验做出来的效果能够看起来更加鲜明一点的话, 对那个叫做线圈的东西进行操作时应该要怎么办?
为了让实验的效果变得更加明显, 需要对线圈的尺寸进行更大的设计, 请问对于这串被标记为L L的线圈来说, 具体需要满足哪些方面的要求, 这个问题已经被反复提出好几次了, 在进行相关操作的时候速度还需要调整得更缓慢一些, 因为这种迟缓的节奏也是被强烈要求的, 同时要注意让电流直接流经灯泡的路径是沿着线圈进行的, 但是这样带来的最终结果会显示出不一致的状态, 考虑到这种情况, 实际出现的现象有可能是超过了原本的数值。
这种结果存在一种可能性, 那就是数值会达到比原先状态更高的水平。5、自感电动势的大小, 这指的是自感电动势与磁通量变化率之间存在着正比的关系, 另外也存在着电流变化率之间的正比关系。关于三、自感系数对同一线圈来说, 如果电流变化的速度快, 那么穿过线圈的磁通量变化就快, 线圈中产生的自感电动势就大。
反过来讲就是电流变化慢的话, 穿过线圈的磁通量变化就慢, 线圈中产生的自感电动势就小。而针对不同线圈的情况来看, 要是电流变化的快慢一样, 出现的自感电动势也会不一样。这里有两个要点需要记住, 第一点是物理意义, 表示的是阻碍电流变化的能力。第二点就是决定因素, 由线圈本身结构决定的。
它的长度越长, 由线圈本身结构所决定其长度就越长, 横截面越大, 匝数越多, 那么自感系数也就越大, 当存在铁芯时, 比没有铁芯的情况下, 横截面越大、匝数越多, 其自感系数就越大, 且有铁芯时的情况与无铁芯相比, 前者自感系数要大得多。
第三点是单位, 单位是亨利, 符号表示为 H , 小明去断开正在工作的大功率电动机的开关的时候, 被突然产生的电火花击中了, 不妨想一想, 这究竟是什么原因造成的呢。？6、变压器还有电动机这些器材上面, 通常都会安装非常大的线圈。
当电路里面断开开关的时候, 就会产生巨大的自感电动势, 这就使得开关里面的金属片之间出现电火花, 导致接触点被烧蚀损坏, 甚至会造成人身上的伤害。
所以呢, 针对电动机这类大功率用电器的开关, 最好是安装在金属壳里面去, 最好使用那种油浸开关, 意思就是要把开关的接触点浸泡在绝缘油里面, 这样就可以避免出现电火花了, 这是关于自感现象防止的一种做法。在一些精密仪器当中, 为了消除使用过程中因为电流变化所引起的自感现象, 往往采用双线绕法。
在很多情况之下, 人们往往会采用那种叫做双线绕法的方式来制作延时继电器, 这种玩意儿的名字就叫延时继电器, 下面咱们就试着来把这个叫作双线绕法的那个延时继电器的工作原理给说明一下。再来说一说关于磁场的能量这一块儿的相关问题。
问个问题, 在那些做了断电自感实验的人眼里, 为什么当那个开关断了电之后, 灯泡那光还得亮上一小会儿? 甚至有的时候, 那亮度还会比之前还要亮出一截儿? 试着从那个能量的方面去进行一些讨论, 然后看一看最后的那个结果, 是不是会比之前的样子还要更加明亮一些?
试从能量的角度来进行讨论, 当开关闭合的时候, 线圈之中有电流出现, 因为电流的存在所以产生了磁场, 这个过程就是电能向着磁场能量转化的过程；而当开关断开的时候, 此时线圈的作用就等同于是一个电源, 它的功能是将储存在磁场里面的能量重新转化成为电能, 对于这一点大家可以去阅读一下教材最后一段位于P24的内容并且回答问题, 问题一是关于线圈能够体现出电的惯性的现象应该怎么去理解这个问题。
这个2的后面紧跟着数字2, 然后是关于电的这个被称为惯性这样一个东西, 它的大小究竟是和什么样的事情有关联呢。就是在刚刚把线圈通电还有刚好断电的那一下子, 那个自感电动势总是会在背后捣乱。它拼命地阻碍着线圈里头的电流, 不让电流马上就到了顶上的最大值, 也不让电流一下子掉到零下面去没了影子。
咱们心里头得清楚一点, 这股子叫作电的“惯性”的力量有多大, 全看你家这个线圈自己那个自感系数给得够不够分量。
到这里了, 咱们就得停下来好好琢磨琢磨这么一件挺让人挠头的事情, 就是咱们刚才这一节里头, 辛辛苦苦弄懂的那些互感现象还有自感现象, 你仔细瞅瞅, 它们到底哪儿不一样又有哪些地方长得一模一样呢。我们来看看这两个概念的不同点和共同点, 接下来进行小小结结。
在1.1的部分, 我们要搞清楚的一个情况是, 当发生在一个线圈里面的电流变化情况时, 在另一个相互靠近的线圈里面就会自动产生感应电动势, 对于这个现象, 它有一个专门的名称, 这个名称叫做互感, 所以这就是对互感的定义。
互感现象是指导体中变化的电流会在相邻导体中激发电磁感应, 从而在该相邻导体里面产生出称为“互感电动势”的那个电动势。第二条说的是, 要是有一段导体, 它自己内部的电流出现了变化, 那么这段导体自身就会发生一种叫做“自感现象”的电磁感应, 这个名称就是这样定下来的。
第三条指出, 在自感这种现象里头所出现的那种电动势, 被定义为叫作“自感电动势”。关于第一点情况的子项一就是, 自感电动势起作用的那个地方, 它的功能在于去阻碍这个导体里面原本存在的电流发生改变的整个过程。然后关于第二点情况的子项二就是要提及自感那个电动势的大小究竟是多少?
第四条给出了一个叫作“自感系数 L”的这个变量, 它跟线圈的具体尺寸大小、形状是什么样的、绕了多少圈数, 以及在线圈里面是否存在铁心这些条件都是直接相关的。第五条提到一个观点说, 磁场这种东西是具有能量存的。最后一部分是练习题目, 比如说有张图展示的情况是这样的。
图里有个元件, 标号为 L, 它是一个自感系数比较大的线圈。在电路处于稳定状态的时候, 那个小的灯泡是正常的发着光的。现在问题是提出, 假如突然把开关 S 断开的一瞬间会出现什么样的现象。
接下来就是给出四个选项让大家选择: A 选项是说, 灯 A 会立刻就不亮了；B 选项的意思是灯 A 会渐渐地暗下去最终熄灭；C 选项讲的情形比较曲折一些, 它会先是突的一下亮得更显眼, 然后再慢慢地熄灭掉；D 选项说得比 C 还夸张, 说是猛地亮一下就又猛的一下了结消失没影了。
经过分析得出的结论, 正确的答案是 A 这一个选项。