自感現(xiàn)象與日光燈原理

1、1.產生感應電流的條件是產生感應電流的條件是 。2.感應電流具有這樣的方向，即感應電流具有這樣的方向，即感應電流的磁場總要感應電流的磁場總要 引起感應引起感應電流的磁通量的變化。電流的磁通量的變化。3.電路中的感應電動勢的大小，電路中的感應電動勢的大小，跟穿過這一電路的跟穿過這一電路的 成成正比。正比。4.在電磁感應現(xiàn)象中，產生感應在電磁感應現(xiàn)象中，產生感應電動勢的那部分導體相當于電動勢的那部分導體相當于 。如圖：把一個線圈接入電如圖：把一個線圈接入電路中構成閉合回路，線圈中路中構成閉合回路，線圈中通有電流，思考并回答下列通有電流，思考并回答下列問題：問題：（1 1）線圈產不產生磁場？）線圈產

2、不產生磁場？（2 2）當電流變化時，線圈的磁場是否變）當電流變化時，線圈的磁場是否變化？穿過線圈的磁通量是否變化？線圈中化？穿過線圈的磁通量是否變化？線圈中是否會產生感應電動勢？閉合回路中是否是否會產生感應電動勢？閉合回路中是否有感應電流？有感應電流？結論：結論：把線圈接入閉合把線圈接入閉合電路中，當通過線圈的電路中，當通過線圈的電流發(fā)生變化電流發(fā)生變化時，線圈時，線圈中會中會產生感應電動勢產生感應電動勢，閉合電路中會閉合電路中會產生感應產生感應電流電流。 物理學中，由于導體物理學中，由于導體本身的電流本身的電流發(fā)生變化而產生發(fā)生變化而產生的電磁感應現(xiàn)象叫做的電磁感應現(xiàn)象叫做自感現(xiàn)象自感現(xiàn)象。

3、1 1、閉合電路時線圈的自感現(xiàn)象、閉合電路時線圈的自感現(xiàn)象a ab b 為什么為什么 燈立即亮燈立即亮 燈燈 要過會兒亮呢要過會兒亮呢 a ab b, ,? ?通電自感通電自感 為什么為什么 燈立即亮燈立即亮 燈燈 要過會兒亮呢要過會兒亮呢 a ab b, ,? ?通電自感通電自感現(xiàn)象分析現(xiàn)象分析a ab b分析分析b b燈燈s接通接通穿過線圈的電流穿過線圈的電流i i 增大增大穿過線圈的磁通量增大穿過線圈的磁通量增大線圈產生感應電動勢線圈產生感應電動勢b燈逐漸亮燈逐漸亮流過流過a、b燈的電流隨時間怎樣變化？燈的電流隨時間怎樣變化？阻礙電流增大阻礙電流增大？分析分析b b燈燈i ia ai i

4、b bi it ta ab ba ab b 線圈中出現(xiàn)的感應電動勢只是線圈中出現(xiàn)的感應電動勢只是阻阻礙礙了原電流的的變化，而非了原電流的的變化，而非阻止阻止，所以雖延緩了電流變化的進程，所以雖延緩了電流變化的進程，但最終電流仍然達到最大值，但最終電流仍然達到最大值，b b最最終會正常發(fā)光。終會正常發(fā)光。2 2、斷開電路時線圈的自感現(xiàn)象、斷開電路時線圈的自感現(xiàn)象 為什么燈不是立即熄滅，而為什么燈不是立即熄滅，而要閃亮一下才熄滅要閃亮一下才熄滅. .斷電自感斷電自感 為什么燈不是立即熄滅，而為什么燈不是立即熄滅，而要閃亮一下才熄滅要閃亮一下才熄滅斷電自感斷電自感現(xiàn)象分析現(xiàn)象分析通過線圈的電流通過線

5、圈的電流i i 減小減小穿過圈的磁通量減小穿過圈的磁通量減小線圈產生感應電動勢線圈產生感應電動勢燈逐漸熄滅燈逐漸熄滅流減小流減小（補償）（補償）s斷開斷開？ 1 感應電流方向如何？感應電流方向如何？ 2 原電流方向如何？原電流方向如何？o ot ti i3 通過燈的電流怎樣變化？通過燈的電流怎樣變化？阻礙電阻礙電阻礙阻礙產生產生形成形成產生產生 i變變 b變變 變變 e感感 i感感 b感感引起引起引起引起阻礙阻礙阻礙阻礙線圈中電流的變化情況線圈中電流的變化情況: :自感現(xiàn)象是電磁感應現(xiàn)象的特例自感現(xiàn)象是電磁感應現(xiàn)象的特例 (1 ) 通電自感：電流通過線圈時，線圈產生磁場，線圈因通電自感：電流通

6、過線圈時，線圈產生磁場，線圈因此具有磁場能，即剛通電時，電能首先要轉化為線圈磁場能，此具有磁場能，即剛通電時，電能首先要轉化為線圈磁場能，再才轉化為再才轉化為b燈的電能，故燈的電能，故b燈過一會兒才亮。燈過一會兒才亮。a ab b (2) 斷電自感：斷電自感：s斷開前，線圈中有電流，則線圈中有磁斷開前，線圈中有電流，則線圈中有磁場能，場能，s斷開后，線圈存有的磁場能通過燈釋放出來，使燈斷開后，線圈存有的磁場能通過燈釋放出來，使燈延遲熄滅。延遲熄滅。 在自感現(xiàn)象中產生的電動勢在自感現(xiàn)象中產生的電動勢叫自感電動勢，用叫自感電動勢，用e e表示。表示?？偸强偸亲璧K阻礙電流的變化，電流的變化，即延緩電

7、流變化。即延緩電流變化。自感電動勢的方向自感電動勢的方向結論結論增增 反反 減減 同同 導體電流增加時，阻礙電流增加，此時導體電流增加時，阻礙電流增加，此時自感電動勢方向與原電動勢（原電流）方自感電動勢方向與原電動勢（原電流）方向相反；導體電流減小時阻礙電流減小，向相反；導體電流減小時阻礙電流減小，此時自感電動勢方向與原電動勢（原電流）此時自感電動勢方向與原電動勢（原電流）方向相同方向相同結論結論與電流的變化率成正比與電流的變化率成正比e=le=ltitistintbsntne自感系數自感系數l l 公式公式e=e=l l 中的比例恒量中的比例恒量l l叫叫自感系數自感系數, ,簡稱簡稱“自感

8、自感”或或“電感電感”ti 自感系數由線圈本身的性質決定，與自感系數由線圈本身的性質決定，與線圈是否通電無關。線圈是否通電無關。 它跟線圈的它跟線圈的形狀、長短、匝數、有無形狀、長短、匝數、有無鐵芯等因素鐵芯等因素有關，線圈越長，單位長度有關，線圈越長，單位長度的匝數越多，截面積越大，自感系數就的匝數越多，截面積越大，自感系數就越大，有鐵芯時線圈的自感系數比沒有越大，有鐵芯時線圈的自感系數比沒有鐵芯時要大得多。鐵芯時要大得多。特特 別別 提提 醒醒 在國際單位制中是在國際單位制中是亨利亨利，簡稱，簡稱亨亨，符，符號是號是h h。 常用的單位還有常用的單位還有豪亨（豪亨（mh)mh)和和微亨微亨

9、（hh）1h=101h=103 3 mh=10 mh=106 6 hh 如果通過線圈的電流在如果通過線圈的電流在1 1秒內改變秒內改變1 1安培時，產生安培時，產生的電動勢是的電動勢是1 1伏特，這個線圈的自感系數就是伏特，這個線圈的自感系數就是1 1亨亨利。利。 ( (1) 1) 應用：應用： 在交流電路中、在各種用電設備在交流電路中、在各種用電設備和無線電技術中有著廣泛的應用。如日光燈和無線電技術中有著廣泛的應用。如日光燈的鎮(zhèn)流器，的鎮(zhèn)流器，lclc振蕩電路等。振蕩電路等。 ( (2) 2) 防治：防治：在切斷自感系數很大、電流很強的在切斷自感系數很大、電流很強的電路的瞬間，產生很高的電動

10、勢，形成電弧，電路的瞬間，產生很高的電動勢，形成電弧，在這類電路中應采用特制的開關。在這類電路中應采用特制的開關。如圖所示，由于兩如圖所示，由于兩根平行導線中的電流方根平行導線中的電流方向相反，它們的磁場可向相反，它們的磁場可以互相抵消，從而可以以互相抵消，從而可以使自感現(xiàn)象的影響減弱使自感現(xiàn)象的影響減弱到可以忽略的程度。到可以忽略的程度。探究日光燈電路點亮電壓：千伏左右正常工作電壓：108v電路電壓：220v36w日光燈 日光燈原理日光燈原理 鎮(zhèn)流器鎮(zhèn)流器是自感系數很大的帶鐵心的線圈是自感系數很大的帶鐵心的線圈日光燈工作電路：日光燈工作電路：電流流向電流流向 鎮(zhèn)流器的作用鎮(zhèn)流器的作用啟動時，

11、產生高電壓，啟動時，產生高電壓，幫助點燃；幫助點燃； 正常工作時的線圈起降壓限制電正常工作時的線圈起降壓限制電流作用，保護燈管。流作用，保護燈管。 返回 啟動器的作用啟動器的作用自動開關可用普通開自動開關可用普通開關或短絕緣導線代替。正常工作時不起作用，關或短絕緣導線代替。正常工作時不起作用，可以去掉?？梢匀サ?。 v日光燈的整體電路如圖日光燈的整體電路如圖5 51616所示。其工作原理是：當開關接通的所示。其工作原理是：當開關接通的時候，電源電壓立即通過鎮(zhèn)流器和燈管燈絲加到啟輝器的兩極。時候，電源電壓立即通過鎮(zhèn)流器和燈管燈絲加到啟輝器的兩極。220220伏伏的電壓立即使啟輝器的惰性氣體電離，產

12、生輝光放電。輝光放電的熱的電壓立即使啟輝器的惰性氣體電離，產生輝光放電。輝光放電的熱量使雙金屬片受熱膨脹，兩極接觸。電流通過鎮(zhèn)流器、啟輝器觸極和量使雙金屬片受熱膨脹，兩極接觸。電流通過鎮(zhèn)流器、啟輝器觸極和兩端燈絲構成通路。燈絲很快被電流加熱，發(fā)射出大量電子。這時，兩端燈絲構成通路。燈絲很快被電流加熱，發(fā)射出大量電子。這時，由于啟輝器兩極閉合，兩極間電壓為零，輝光放電消失，管內溫度降由于啟輝器兩極閉合，兩極間電壓為零，輝光放電消失，管內溫度降低；雙金屬片自動復位，兩極斷開。在兩極斷開的瞬間，電路電流突低；雙金屬片自動復位，兩極斷開。在兩極斷開的瞬間，電路電流突然切斷，鎮(zhèn)流器產生很大的自感電動勢，

13、與電源電壓疊加后作用于管然切斷，鎮(zhèn)流器產生很大的自感電動勢，與電源電壓疊加后作用于管兩端。燈絲受熱時發(fā)射出來的大量電子，在燈管兩端高電壓作用下，兩端。燈絲受熱時發(fā)射出來的大量電子，在燈管兩端高電壓作用下，以極大的速度由低電勢端向高電勢端運動。在加速運動的過程中，碰以極大的速度由低電勢端向高電勢端運動。在加速運動的過程中，碰撞管內氬氣分子，使之迅速電離。氬氣電離生熱，熱量使水銀產生蒸撞管內氬氣分子，使之迅速電離。氬氣電離生熱，熱量使水銀產生蒸氣，隨之水銀蒸氣也被電離，并發(fā)出強烈的紫外線。在紫外線的激發(fā)氣，隨之水銀蒸氣也被電離，并發(fā)出強烈的紫外線。在紫外線的激發(fā)下，管壁內的熒光粉發(fā)出近乎白色的可見光。日光燈正常發(fā)光后。由下，管壁內的熒光粉發(fā)出近乎白色的可見光。日光燈正常發(fā)光后。由于交流電不斷通過鎮(zhèn)流器的線圈，線圈中產生自感電動勢，自感電動于交流電不斷通過鎮(zhèn)流器的線圈，線圈中產生