3.1.6 互感和自感
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学习目标
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核心提炼
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1.了解互感现象及互感现象的应用。
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2种现象——互感现象和自感现象
2个概念——自感电动势、自感系数
2个重点——通电、断电现象的成因
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2.了解自感现象，认识自感电动势对电路中电流的影响，并能对含线圈的电路进行分析。
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3.了解自感系数的意义和决定因素。
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4.知道磁场具有能量。
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一、互感现象
1.互感：两个相互靠近的线圈，当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势，这种现象叫互感。
2.应用：利用互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈，如变压器就是利用互感现象制成的。
3.危害：互感现象能发生在任何两个相互靠近的电路之间、电力工程和电子电路中，有时会影响电路的正常工作。
思维拓展
如图1是法拉第实验线圈。在实验中，两个线圈并没有用导线连接。
图1
(1)当其中一个线圈中有电流时，另一个线圈中是否会产生感应电流？
(2)当一个线圈中的电流变化时，在另一个线圈中为什么会产生感应电动势呢？
提示 (1)不一定。当线圈中的电流为恒定电流时，在其周围空间产生的磁场不变，则在另一个线圈中就不会产生感应电流。只有当线圈中的电流变化时，在其周围空间产生变化的磁场，此时会在另一个线圈中产生感应电流。
(2)当一个线圈中的电流变化时，穿过两个线圈的磁通量都会变化，在另一个线圈中就会产生感应电动势。
二、自感现象
1.定义：当一个线圈中的电流发生变化时，它产生的变化的磁场不仅在邻近的电路中激发出感应电动势，同样也在它本身激发出感应电动势的现象叫自感。
图2
2.自感电动势对电流的作用：电流增加时，自感电动势阻碍电流的增加；电流减小时，自感电动势阻碍电流的减小。
实验1：演示通电自感现象
实验电路如图2所示，开关S接通时，可以看到灯泡2立即发光，而灯泡1是逐渐亮起来的。
实验2：演示断电自感现象。
图3
实验电路如图3所示，线圈L的电阻比灯泡的电阻小，接通电路，灯泡正常发光后，迅速断开开关S，可以看到灯泡闪亮一下再逐渐熄灭。
3.自感系数
(1)自感电动势的大小：E＝L，式中L是比例系数，叫作自感系数，简称自感或电感。
(2)决定因素：线圈的大小、形状、圈数以及是否有铁芯等。
(3)单位：亨利，简称亨，符号是H。常用单位还有毫亨(mH)、微亨(μH)。1 H＝103 mH＝106μH。
思考判断
(1)自感现象中，感应电流方向一定和原电流方向相反。(×)
(2)线圈中产生的自感电动势较大时，其自感系数一定较大。(×)
(3)对于同一线圈，当电流变化较快时，线圈中的自感电动势较大。(√)
(4)一个线圈中的电流均匀增大，自感电动势也均匀增大。(×)
