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        互感演示
         

                                        互感演示

        【实验目的】

        演示两个线圈之间的互感与位置之间的关系及铁芯在线圈互感中的作用。

        【实验装置】

        【注意事项】

        实验中用到铁芯时要注意轻拿轻放,避免掉落摔坏。

        【演示与现象】

        1、接通电源,打开电源开关和收音机开关,适当调节音量,将换向开关打到一侧,这时可听到左喇叭有声音,这是收音机自身发出的声音,将换向开关打到另一侧,这时声音停止。
         2
        、将两线圈分别接在机箱两侧的输入插座上,并把两线圈放在同一直线上,这时可听到右喇叭有声音,而且两线圈移近声音增大,移远则减小,加入铁芯,声音可增大几倍,将两线圈垂直放置,声音减小,至消失。说明这是通过互感线圈感应过来的声音。
         3
        、可以随意改变线圈的相对位置和方向,观察两个线圈的互感情况

        【实验原理】

        一对彼此靠近的线圈,当其中一个线圈中的电流发生变化时,会在另一个线圈中产生感应电动势,这一现象称为互感想象?;ジ邢窒蟮谋局适堑绱鸥杏?。

        利用互感现象,可以把交变的电信号或电能由一个电路转移到另一个电路,而无需把这两个电路连接起来。

        【思考题】

        附录:

        一、互感现象

        由于一个回路中电流变化,引起另一个回路中磁通量变化并激起感应电动势的现象称为互感现象。

        二、互感系数

        与自感类似,我们讨论两个回路的形状、相对位置和周围介质的磁导率不变的情况,并且首先讨论两个回路相互产生磁通量的规律。如图所示,有两个回路l1l2,它们各自所围面积S1S2的法向(如图)。若l1中有电流I1,则I1将在S2上产生一个磁通量,称作回路l2中由电流I1所激起的磁通量。显然,应正比于I1,即

          

        其中M21称回路1对回路2的互感系数。同理,若l2中有电流I2,也有

          

        其中M12称回路2对回路1的互感系数??梢灾っ鳎涸谌我馇榭鱿?,M12M21都相等,记作M=M12=M21,称M为两回路之间的互感系数,简称为互感。于是上面两个式子可记作

          

        对于互感系数有如下几点值得注意。第一,M的大小仅取决于两回路形状,相对位置及周围介质的磁导率而与电流无关。第二,上式可改记为

          

        这个式子可看作互感的定义式,它表示两个回路的互感系数等于一个回路中有单位电流时,在另一个回路中产生的磁通量,可见其物理意义是两回路相互产生磁通量的能力。第三,若两回路都是多匝线圈,则应理解为全磁通,此时,M与两线圈的匝数相关。此外互感系数单位和自感系数相同,为亨利(H)或毫亨利(mH)。

        三、互感电动势

        若回路l1中电流I1变化,则回路l2中的磁通量也将发生变化,于是l2中出现一个电动势,称为互感电动势,即

          

        同理,我们也可以得到

          

        常用上面两式求互感电动势的大小,用楞次定律求互感电动势的方向。由上式可合并可得

          

        此式也可作为互感的定义式。它表明互感等于一个回路中有一个单位的电流变化率时在另一个回路中产生的电动势,即互感描述两回路相互激发感应电动势的能力。

         

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