本節(jié)為大家講解兩個重要的電磁感應(yīng)現(xiàn)象自感和互感中的互感現(xiàn)象,生活中的變壓器就是利用了互感現(xiàn)象制作的。
互感現(xiàn)象及互感電動勢如果右圖所示為兩個相鄰的兩個有互感器耦合的線圈1和2,他們分別通有電流I1和I2,I1激發(fā)的磁場的磁力線部分穿過了線圈2,我們這兒用磁通量Φ12表示,當(dāng)線圈1中的電流I1發(fā)生變化時,穿過線圈2的磁通Φ12也要發(fā)生變化,因而在線圈2內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢e12(穿過線圈的磁通發(fā)生變化而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢);同理,當(dāng)線圈2中的電流I2發(fā)生變化時,I2所產(chǎn)生的磁場在線圈1的磁通Φ21也發(fā)生變化,因而在線圈1中也會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢e21;
這種由一個線圈中電流的變化,而在另一個線圈中引起的電磁感應(yīng)現(xiàn)象稱為互感現(xiàn)象,所產(chǎn)生的電動勢叫做互感電動勢。
互感電動勢e12跟其他感應(yīng)電動勢一樣,與穿過線圈2的磁通量變化率成正比(前面加△表示這是個有變化的量)。而在Φ12跟I1成正比,△Φ12跟△I1也成正比。由此可知互感電動勢e12=
跟
成正比,即互感電動勢e12的大小可表示為:
同理,由于線圈2中電流I2的變化在線圈1中產(chǎn)生的互感電動勢e21的大小可表示為
E12、E21的方向可有楞次定律判定。
互感系數(shù)上面互感電動勢e12公式中M12稱為線圈1對線圈2的互感系數(shù);后面e21公式中的M21稱為線圈2對線圈1的互感系數(shù)?梢宰C明,M12=M21,并用M表示,M就稱為這兩個線圈的互感系數(shù)。即:
互感系數(shù)簡稱互感,其單位與自感相同,為亨利,簡稱亨,國際符號是H。它的大小取決于兩個線圈的幾何形狀、大小、相對位置、各自的匝數(shù)以及他們周圍介質(zhì)的磁導(dǎo)率;ジ蠱的計算一般都比較復(fù)雜,常通過實驗方法測定。
互感現(xiàn)象應(yīng)用互感現(xiàn)象在電工和電子技術(shù)中應(yīng)用很廣,通過互感,線圈使能量或信號由一個線圈很方便地傳遞到另一個線圈,利用互感現(xiàn)象的原理可制作變壓器、感應(yīng)圈等。
互感現(xiàn)象在某些情況下也會帶來不利的影響,例如,有線電話往往由于電話之間的互感而可能造成串音。在電子線路中,由于線圈位置安排不當(dāng),或者導(dǎo)線及部件之間的互感造成干擾,甚至使電路不能正常工作,在這種情況下應(yīng)設(shè)法減少互感耦合。例如把線圈間的距離增大或使用兩線圈垂直放置。在某些特殊情況下還可以把線圈或其它元件用鐵磁材料屏蔽,以消除互感的有害影響。