自感现象

4/20/2014 数字化智能探究实验报告 9:53 PM

实验名称：多谐振荡电路 自感现象

姓名: 班级: 学号:

实验目的:

观察和了解自感现象

实验器材:

H型电压传感器两只、计算机、IDES电学实验箱、学生电源、连接导线。

实验原理：

电感线圈中由于自身电流的变化而引起感应电流的现象，称为自感现象。原理图如下：

自感现象原理图

接通电源的瞬间呈阻性的信道信号立刻达到最高值，呈感性的信道信号则较为缓慢；而断电时，呈感性的信道信号缓慢减小，而在它的作用下，呈阻性的信道信号电流瞬间反向，且与呈感性的信道中电流大小相等。

实验内容:

1. 取出两只H型电压传感器，分别接入计算机；

2. 将H型电压传感器与实验箱连接，并将电感接到电路中，然后接通实验箱电

源；

3. 打开实验软件，点击菜单“实验目录—电磁学实验—自感现象实验”，进入

专项实验界面；

4. 点击“记录”按钮，将通断电开关拨到接通位置，1-2秒后拨到断开位置，

断开1-2秒后，点击“停止”按钮完成实验数据的记录，点击“绘制曲线”按钮，设置X轴为时间，Y轴为电压1，点击“确定”按钮绘制实验曲线1，点击“绘制曲线”按钮，设置X轴为时间，Y轴为电压2

楞次定律和自感现象

第二章《楞次定律和自感现象》课堂检测

班级： 姓名： 座号： 成绩：

一、单项选择题（每题4分）

1．处在磁场中的一闭合线圈，若没有产生感应电流，则可以判定（ ）

A．线圈没有在磁场中运动 B．线圈没有做切割磁感线运动

C．磁场没有发生变化 D．穿过线圈的磁通量没有发生变化

2．在电磁感应现象中，下列说法正确的是（ ）

A．感应电流的磁场总是跟原来的磁场方向相反 B．闭合线框放在变化的磁场中一定能产生感应电流 C．闭合线框放在匀强磁场中做切割磁感线运动，一定产生感应电流 D．感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化

A．跟通过线圈的电流大小有关 B．跟线圈中的电流变化大小有关

C．跟线圈中的电流变化快慢有关 D．跟穿过线圈的磁通量大小有关

4．电阻R、电容C与一线圈连成闭合电路，条形磁铁静止于线圈的

正上方，N极朝下，如图所示。现使磁铁开始自由下落，在N极接

近线圈上端的过程中，流过R的电流方向和电容器极板的带电情况

是（ ）

A．从a到b，上极板带正电 B．从a到b，下极板带正电

C．从b到a，上极板带正电

2章电磁感应楞次定律和自感现象

第1、2章《电磁感应》《楞次定律和自感现象》

单元测试

一、选择题（本题共12小题每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有一个或多个选项正确，选对的得5分，选错或不答的得0分,答案不全得2分）

1、关于电磁感应，下列说法正确的是（ ） A．导体相对磁场运动，导体内一定会产生感应电流 B．导体作切割磁感线运动，导体内一定会产生感应电流

C．闭合电路在磁场中作切割磁感线运动，电路中一定会产生感应电流 D．穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中一定会产生感应电流

2、闭合线圈中感应电流大小与穿过线圈的磁通量之间的关系的下列说法，可能的是（ ）

A．穿过线圈的磁通量很大而感应电流为零 B．穿过线圈的磁通量很小而感应电流很大 C．穿过线圈的磁通量变化而感应电流不变 D．穿过线圈的磁通量变化而感应电流为零

3、关于自感电动势的大小，下列说法正确的是（ ）

A．跟通过线圈的电流大小有关 B．跟线圈中的电流变化大小有关 C．跟线圈中的电流变化快慢有关 D．跟穿过线圈的磁通量大小有关 4．如图1-9-2所示，AB为固定的通电直导线，闭合导线框P与AB 在同一平面内。当P远离AB做匀速运动时，它受到AB的作

(时间：90分钟，满分：100分)

一、选择题(本题包括10小题，每小题4分，共40分，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．)

1．下列属于自感现象的是( ) A．由于电线老化被烧断 B．电焊机

C．大型电动机断开开关产生电弧火花 D．拔下家用电器的电源插头看到电火花

解析：选BCD.电线老化造成的断路不属自感现象，A错．电焊时电流减小引起的自感现象产生电弧火花，使金属 熔化，冷却后就熔为一体了，B正确；把电路中开关断开，就会在电路中产生自感电动势，使开关的闸刀与固定夹片之间的空气电离，产生电火花，C、D正确．

2．关于日光灯电路的连接下列说法正确的是( )

A．启动器与灯管并联 B．镇流器与灯管串联 C．启动器与镇流器并联 D．启动器相当于开关

解析：选ABD.根据日光灯工作原理知，启动器与灯管并联、镇流器与灯管串联，启动器的动触片和静触片短暂接通后断开，镇流器向灯管提供瞬时高压．所以，启动器仅起到了开关作用．

3．如图2－17，金属棒中有感应电动势的是( )

图2－17

解析：选AD.导体棒切割磁感线才能产生感应电动势

第六节自感现象涡流

教学目标：

1、了解什么是自感现象、自感系数和涡流，知道影响自感系数大小的因素。 2、了解自感现象的利用和危害的防止。

3、初步了解日光灯、电磁炉等家用电器工作的自感原理。

4、利用对自感现象的想象培养想象能力，体验将物理知识应用于生活的过程。 5、体会科技成果对生活的广泛影响，培养对涡流现象的广泛、神奇的应用产生兴趣。 教学过程：

一、 学习新知识

1、电磁感应现象原理：E1==Δφ/Δt 提问 2、自感现象

演示1（图36-2）-自感电动势阻碍电流的增加。 演示2（图36-3）-自感电动势阻碍电流的减小。 自感作用：电路中的自感作用是阻碍电流变化。 3、电感器 线圈 演示讲解 自感（系数）：匝数越多，自感系数越大；加如铁芯，自感系数增大。 作用：有阻碍交流的作用

实例：变压器（即互感器）、日光灯电子镇流器 个例分析 危害：城市无轨电车弓型拾电器电弧火花-烧蚀开关、危及行人。 4、涡流及其应用

现象：

7-4

自感与互感

一、学习目标

1．知道什么是互感现象和自感现象。

2．知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量，知道它的单位及其大小的决定因素。 3．知道自感现象的利与弊及对它们的利用和防止。 4．能够通过电磁感应部分知识分析通电、断电自感现象的原因及磁场的能量转化问题。

二、温故知新：

什么是电磁感应？什么是楞次定律？

三、新课

1、互感：

如下图，在法拉第的实验中两个线圈并没有用导线连接，当一个线圈中通以电流时，在另一个线圈中我们连入电流计，发现指针偏转，为什么？

什么是互感？什么是互感电动势？

2、变压器： 打开书131页 如图9-4-2，在铁心上绕着两个线圈，其中一个与电源相连，叫做 ，（ ） 另一个和负载负载相连，叫做（ ）原线圈电流变化时，在副线圈中同时造成了 的变化，而且在每一匝中 都相等，按照电磁感应定律，原线圈两端的电压U1和副线圈两端电压U2的比等于之比，即

，

如果n2>n1,则，这种变压器叫做，如果n2<n1,则 ，这种变压器叫做 。

3、自感：

（1）实验一：

先合上开关S，调节变阻器R的电阻，使同样规格的两个灯泡A1和A2

燕山大学课程设计报告

引言

传感器技术是现代信息技术的主要内容之一。传感器是将能

够感受到的及规定的被测量按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成，其中敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量（输入量）的部分；转换元件是指传感器中能将敏感元件感受的或响应的被探测量转换成适于传输和测量的电信号的部分。

本说明书中设计的具有带相敏检波电路的差动式自感传感器是将位移的变化转化成电感的变化，再通过信号调节电路将其转化成可测量的电压信号。

1

燕山大学课程设计报告

目录

课程设计任务书 ............................. 2 一、设计要求 .............................. 3 二、基本原理 .............................. 3 1.自感传感器简介···3 2.自感式传感器的工作原理···3 3.差动 变隙式自感传感器的工作原理···5 4零点残余误差的影响···6 三、传感器结构及参数 ...................... 7

四、传感器测量电路 ......................... 9

哈尔滨理工大学

大学物理《自感与互感》作业卷（二十）

姓名 年级 专业 学号

1、 一无铁芯的长直螺线管，在保持其半径和总匝数不变的情况下，把螺线管拉长一些，

则它的自感系数将 。

2、 一同轴电缆，芯线是半径为R 1的空心导线，外面套以同轴的半径为R2的圆筒形金属

网，芯线与网之间的绝缘材料的相对磁导率为 ? r 。试求单位长度电缆上的自感。 3、 两根平行的长直导线，横截面的半径都是 a，中心线相距d，属于同一回路。设两导线

内部的磁通都可略去不计,证明:这样一对导线单位长度的自感系数为L??0d?aln.?a

4、 如图所示，一根长直导线与一等边三角形线圈ABC共面放置，三角形高为 h ，AB边

平行于直导线，且与直导线的距离为 b 。三角形线圈中通有电流I = I0 sin ?t ，电流I的正方向如箭头所示，求直导线中的感生电动势。

5、 如图，彼此紧靠的绝缘的导线绕成一个线圈，其A端用焊锡将两根导线焊在一起，另

一端B处作为连接外电路的两个输入端。则整个线圈的自感系数为 。

传感器检测 课件

被测非电量

电磁 感应

自感系数L

互感系数M

测量 电路

U、I、f

自感式传感器 电感式传感器 互感式传感器 电涡流式传感器

传感器检测 课件

电感式传感器定义：是一种利用线圈自感和互感的变化实现 非电量电测的装置。 感测量：位移、振动、压力、应变、流量、比 重等。 种类：根据转换原理，分自感式、互感式、电 涡流式三种； 根据结构型式，分气隙型、面积型和螺管型。

传感器检测 课件

电感式传感器优点： ①结构简单、可靠，测量力小 ②分辨力高 机械位移0.1μm,甚至更小；角位移0.1角秒。 输出信号强，电压灵敏度可达数百mV/mm 。 ③重复性好，线性度优良 在几十μm到数百mm的位移范围内，输出特性的线性度 较好，且比较稳定。 ④能实现远距离传输、记录、显示和控制。 不足：存在交流零位信号，不宜高频动态测量。

传感器检测 课件

3.1 自感式传感器3.1.1 自感式传感器的工作原理NΦ L I线圈线圈匝数

铁芯

I为线圈中所通交流电的有效值。IN Φ RM总磁阻

δ Δδ

衔铁

图3-1 变磁阻式传感器

两式联立得:

N2 L RM

传感器检测 课件

而

RM RF R L1 L2 1 A1 2 A2导磁率 磁导率 H/m

其中

哈尔滨理工大学

大学物理《自感与互感》作业卷（二十）

1、 一无铁芯的长直螺线管，在保持其半径和总匝数不变的情况下，把螺线管拉长一些，则它的自感系数将 。

2、 一同轴电缆，芯线是半径为R 1的空心导线，外面套以同轴的半径为R2的圆筒形金属网，芯线与网之间的绝缘材料的相对磁导率为 r 。试求单位长度电缆上的自感。

3、 两根平行的长直导线，横截面的半径都是 a，中心线相距d，属于同一回路。设两导线 内部的磁通都可略去不计,证明:这样一对导线单位长度的自感系数为L 0d aln. a

4、 如图所示，一根长直导线与一等边三角形线圈ABC共面放置，三角形高为 h ，AB边平行于直导线，且与直导线的距离为 b 。三角形线圈中通有电流I = I0 sin t ，电流I的正方向如箭头所示，求直导线中的感生电动势。

5、 如图，彼此紧靠的绝缘的导线绕成一个线圈，其A端用焊锡将两根导线焊在一起，另一端B处作为连接外电路的两个输入端。则整个线圈的自感系数为 。

题4图 题5图