互感电动势的产生及防止方法

实训与思考19

◆按如图4-67所示接好电路。

◆在互感实验一中，迅速合上或断开开关，观察现象。____。

◆在互感实验二中，接上交流电源，观察现象。____。

图4-67 互感实验

a）互感实验一 b）互感实验二

由图4-67实验一观察到，当开关合上或断开时，电流计指针偏转。分析如下：当开关合上或断开时，线圈A中的电流发生了变化，电流产生的磁场也要发生变化，那么通过线圈A的磁通也要随之变化，其中必然要有一部分磁通通过线圈B，这部分磁通称为互感磁通。互感磁通同样随着线圈A中电流的变化而变化，线圈B中就要产生感应电动势，所以在实验中看到了电流计指针的偏转。反之，如果线圈B中的电流发生变化，也会使线圈A中产生感应电动势。这种电磁感应现象，称为互感现象，简称互感。产生的感应电动势称为互感电动势，用e_M表示。

大量实验表明，线圈B中的互感电动势的大小，不仅与线圈A中的电流变化率有关，而且还与两个线圈的结构，以及它们之间的相对位置、磁介质的磁导率有关。理论和实践证明，线圈B的互感电动势为

式中 Δi——线圈A中的电流变化量，单位为A；(www.xing528.com)

Δt——线圈A中电流变化了Δi所用的时间，单位为s；

M——线圈A、B之间的互感系数，简称互感，单位为H；

e_M——互感电动势，单位为V。

互感系数由这两个线圈的几何形状、尺寸、匝数、它们之间的相对位置以及磁介质的磁导率决定，对线性电感来说，M为常数，与线圈中的电流大小无关。

互感也是一种电磁感应现象，互感电动势的方向仍可用楞次定律来判断。

互感现象在电工和电子技术中的应用非常广泛，互感可以很方便地把信号从一个线圈传递到另一个线圈。利用互感原理，可以制成变压器、感应圈等。由于互感也会带来电路中线圈的互相干扰，影响正常工作，所以常常要考虑怎样消除互感的问题。如设计中尽量考虑两个线圈相距远一点，或两线圈垂直放置，就能有效地防止互感现象的发生。

【例4-14】在0.02s内，通过线圈A的电流由0.5A增加到1A，两个线圈的互感系数M=0.5H，求线圈B中产生的互感电动势的大小是多大？

解：按式（4-21），得线圈B中产生的互感电动势的大小为