16.5自感现象 6日光灯原理

一、自感现象1、回顾：在做3.1-5（右图）的实验时，由于线圈A中电流的变化，它产生的磁通量发生变化，磁通量的变化在线圈B中激发了感应电动势。——互感。思考：线圈A中电流的变化会引起线圈A中激发感应电动势吗？2、自感现象：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。3、自感现象对电路的影响——观察两个实验为什么灯立即亮灯要过会儿亮呢AB,?通电自感再看一遍为什么灯立即亮灯要过会儿亮呢AB,?通电自感现象分析AB分析B灯S接通穿过线圈的电流I增大穿过线圈的磁通量增大线圈产生感应电动势B灯逐渐亮流过A、B灯的电流随时间怎样变化？阻碍电流增大？？？？分析B灯IAIBItABAB线圈中出现的感应电动势只是阻碍了原电流的的变化，而非阻止，所以虽延缓了电流变化的进程，但最终电流仍然达到最大值，B最终会正常发光。为什么灯不是立即熄灭，而要闪亮一下才熄灭.断电自感再看一遍为什么灯不是立即熄灭，而要闪亮一下才熄灭断电自感现象分析通过线圈的电流I减小穿过圈的磁通量减小线圈产生感应电动势灯逐渐熄灭流减小（补偿）S断开？？？？1感应电流方向如何？2原电流方向如何？OtI3通过灯的电流怎样变化？阻碍电(1)通电自感：电流通过线圈时，线圈产生磁场，线圈因此具有磁场能，即刚通电时，电能首先要转化为线圈磁场能，再才转化为B灯的电能，故B灯过一会儿才亮。AB(2)断电自感：S断开前，线圈中有电流，则线圈中有磁场能，S断开后，线圈存有的磁场能通过灯释放出来，使灯延迟熄灭。在自感现象中产生的电动势叫自感电动势，用E表示。总是阻碍电流的变化，即延缓电流变化。自感电动势的方向结论增反减同导体电流增加时，阻碍电流增加，此时自感电动势方向与原电动势（原电流）方向相反；导体电流减小时阻碍电流减小，此时自感电动势方向与原电动势（原电流）方向相同结论与电流的变化率成正比E=LtI5.自感系数L公式E=L中的比例恒量L叫自感系数,简称“自感”或“电感”tI自感系数由线圈本身的性质决定，与线圈是否通电无关。它跟线圈的形状、长短、匝数、有无铁芯等因素有关，线圈越长，单位长度的匝数越多，截面积越大，自感系数就越大，有铁芯时线圈的自感系数比没有铁芯时要大得多。特别提醒在国际单位制中是亨利，简称亨，符号是H。常用的单位还有豪亨（mH)和微亨（μH）1H=103mH=106μH如果通过线圈的电流在1秒内改变1安培时，产生的电动势是1伏特，这个线圈的自感系数就是1亨利。(1)应用：在交流电路中、在各种用电设备和无线电技术中有着广泛的应用。如日光灯的镇流器，LC振荡电路等。(2)防治：在切断自感系数很大、电流很强的电路的瞬间，产生很高的电动势，形成电弧，在这类电路中应采用特制的开关。实例如图所示，由于两根平行导线中的电流方向相反，它们的磁场可以互相抵消，从而可以使自感现象的影响减弱到可以忽略的程度。自感现象自感电动势E作用：总是阻碍电流变化自感系数L影响因素:线圈的形状、长短、匝数、有无铁芯等单位：亨、毫亨、微亨自感现象的防治和利用大小:E=LΔI/Δt自感现象例题1如图所示，L为一个纯电感线圈（直流电阻为零），A为一个灯泡，下列说法正确的是：（）A．开关S接通瞬间无电流通过灯泡B．开关S接通后，电路稳定时，无电流通过灯泡C．开关S断开瞬间无电流通过灯泡D．开关S接通瞬间及接通稳定后，灯泡有由a到b的电流，而在开关S断开瞬间，灯泡中有从b到a的电流LabALab再看一遍返回题目Lab返回题目例题1如图所示，L为一个纯电感线圈（直流电阻为零），A为一个灯泡，下列说法正确的是：（）A．开关S接通瞬间无电流通过灯泡B．开关S接通后，电路稳定时，无电流通过灯泡C．开关S断开瞬间无电流通过灯泡D．开关S接通瞬间及接通稳定后，灯泡有由a到b的电流，而在开关S断开瞬间，灯泡中有从b到a的电流LabB如图所示，线圈的直流电阻为10Ω,灯泡电阻R=20Ω,线圈的自感系数很大,电源的电动势6V，内阻不计,则在闭合S的瞬间，通过L的电流为A,通过灯的电流为A;S闭合后电路中的电流稳定时断开S的瞬间,通过灯的电流为A，方向与原电流方向。例题2L１、灯泡亮暗程度如何变化？２、若灯炮的电阻Ｒ＝１０Ω，灯的亮暗程度如何变化？3、灯在什么条件下会闪亮一下？00.30.6相反i1i2-i1-i2iOtt1Ai1i2-i1-i2iOtt1Bti1i2-i1-i2iOt1Ci1i2-i1-i2iOtt1DSi1i2AL如右图所示电路中,S闭合时,此时流过线圈L的电流为i1,流过灯泡A的电流为i2,且i1＞i2.在t1时刻将S断开,那么流过灯泡的电流随时间变化的图象是下图中的哪一个()练习1D练习2如图所示，Ａ、Ｂ两灯的电阻均为Ｒ，Ｓ１闭合时两灯的亮度一样，若再闭合Ｓ２，待稳定后将Ｓ１断开，则在断开的瞬（）ＡＢ灯立即熄灭ＢＡ灯过会儿才熄灭Ｃ流过Ｂ灯的电流方向由c到dＤ流过Ａ灯的电流方向由a到dcABRLS1S2dbaA、B、D例1.如图12-8-1所示，电路中，L为自感系数较大的线圈，开关接通且稳定后L上电流为1A，电阻R上电流为0.5A，当S突然断开后，R上的电流由A开始，方向是.举例例2、如图示电路，合上S时，发现电流表A1向右偏，则当断开S的瞬间，电流表A1、A2指针的偏转情况是：（）A.A1向左，A2向右B.A1向右，A2向左C.A1、A2都向右D.A1、A2都向左举例A例4.如图所示，多匝电感线圈的电阻和电池内阻都忽略不计，两个电阻的阻值都是R，电键S原来打开，电流为I0，今合上电键将一电阻短路，于是线圈有自感电动势产生，这电动势（）A.有阻碍电流的作用，最后电流由I0减少到零B.有阻碍电流的作用，最后电流总小于IoC.有阻碍电流增大的作用，因而电流Io保持不变D.有阻碍电流增大的作用，但电流最后还是增大到2IoD日光灯的构造镇流器——启动时，产生高电压，帮助点燃；正常工作时的感抗限制电流，保护灯管启动器——自动开关可用普通开关或短绝缘导线代替。正常工作时不起作用，可以去掉。日光灯工作原理日光灯的整体电路如图5－16所示。其工作原理是：当开关接通的时候，电源电压立即通过镇流器和灯管灯丝加到启辉器的两极。220伏的电压立即使启辉器的惰性气体电离，产生辉光放电。辉光放电的热量使双金属片受热膨胀，两极接触。电流通过镇流器、启辉器触极和两端灯丝构成通路。灯丝很快被电流加热，发射出大量电子。这时，由于启辉器两极闭合，两极间电压为零，辉光放电消失，管内温度降低；双金属片自动复位，两极断开。在两极断开的瞬间，电路电流突然切断，镇流器产生很大的自感电动势，与电源电压叠加后作用于管两端。灯丝受热时发射出来的大量电子，在灯管两端高电压作用下，以极大的速度由低电势端向高电势端运动。在加速运动的过程中，碰撞管内氩气分子，使之迅速电离。氩气电离生热，热量使水银产生蒸气，随之水银蒸气也被电离，并发出强烈的紫外线。在紫外线的激发下，管壁内的荧光粉发出近乎白色的可见光。日光灯正常发光后。由于交流电不断通过镇流器的线圈，线圈中产生自感电动势，自感电动势阻碍线圈中的电流变化，这时镇流器起降压限流的作用，使电流稳定在灯管的额定电流范围内，灯管两端电压也稳定在额定工作电压范围内。由于这个电压低于启辉器的电离电压，所以并联在两端的启辉器也就不再起作用了。关于日光灯的工作原理，下列说法正确的（）A.镇流器的作用是将交流电变为直流电B.在日光灯的启动阶段，镇流器能提供一个瞬时高压，使灯管开始工作C.日光灯正常发光时，启动器的两个触片是分离的D.日光灯发出柔和的白光是由汞原子受到激发后直接辐射的BC