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电子技术基础知识和基本概念 电子基础知识( 二 )


图1-8磁路示意图
磁路解释如下 。
(1)为了获得强磁场，磁通需要集中在磁路中 。形成磁路的最佳方法是用铁磁性材料制作磁芯，并在磁芯上缠绕线圈 。
(2)由于铁磁性材料制成的磁芯具有远大于空气体的磁导率，磁通主要沿磁芯闭合，只有少部分通过空气体或其他材料 。
(3)穿过磁芯的磁通称为主磁通，磁芯外的磁通称为漏磁通 。漏磁通越小越好 。
(4)磁路按其结构不同分为无分支磁路和分支磁路两种，其中分支磁路又分为非对称分支磁路和对称分支磁路，在电路上相当于并联电路 。
(5)磁路不同于电路 。电路可以有开路状态，但是磁路没有开路状态，因为磁力线是不能中断的闭合曲线 。
电磁感应和电磁感应定律1.电磁感应
前面说过，电可以产生磁，电磁感应定律说明，磁也可以产生电 。
图1-9是电磁感应的示意图 。当磁铁从上端向下插入时，会在线圈两端得到一个感应电动势，其极性为正上负下 。如果磁铁在线圈中是静止的，就没有这样的电动势 。当磁铁由下而上插入时，感应电动势的方向为向下正向上负 。
关于电磁感应主要解释以下几点 。
(1)感应电动势也叫感应电动势、感应电势、感应电势 。
图1-9电磁感应现象示意图
(2)电磁感应的条件是线圈中的磁通量必须改变 。当磁铁从上方或下方插入线圈时，就会产生感应电动势 。这是因为线圈中的磁通量由于磁体的运动而变化 。当磁铁在线圈中不动时，就没有感应电动势产生，因为磁铁不动，线圈中的磁通量不变 。
(3)线圈闭合时，感应电动势产生的电流称为感应电流或感应电流 。
2.电磁感应定律
感应电动势的大小与通过线圈的磁通量的变化率成正比，这就是所谓的法拉第电磁感应定律 。
磁铁插入线圈越快，磁通变化率越高，感应电动势越大，反之亦然 。
这个定律只能解释感应电动势的大小，而不能解释它的方向 。
自感、互感和谐音1.自我感知
由流过线圈本身的电流变化而产生的电磁感应称为自感，简称自感 。
图1-10所示的电路可以解释自感现象 。电路中的e是电源，H是白炽灯，L1是线圈(线圈的电阻很小，远小于白炽灯)，S1是开关 。
图1-10自感现象示意图
开关S1刚接通时，由于L1的电阻比白炽灯的电阻小得多，电流只流过L1所在的支路，没有电流流过白炽灯，所以白炽灯不亮 。然而，当开关S1突然关闭时，白炽灯突然打开，然后熄灭 。这种现象叫做自感现象 。
重要提示
这种现象是因为当开关关闭时，L1的磁通量突然从零变到零 。此时，L1两端会产生感应电动势 。这个感应电动势作用在白炽灯的两端，使白炽灯突然变亮 。
解释以下关于自我认知的观点 。
(1)自感产生的电动势称为自感电动势，简称自感电势 。
(2)自感电动势与线圈本身的电感成正比 。线圈的电感是线圈的固有参数 。电感用L表示，与线圈的匝数和结构有关 。
(3)自感电动势也与线圈中电流的变化率成正比 。当L一定时，电流变化越快，自感电动势越大，反之亦然 。
(4)对于特定的线圈，L的大小反映了线圈产生自感电动势的能力 。
重要提示
自感的定义是当线圈流过变化的电流时，电流产生的磁场使每个线圈的磁通称为自感磁通，整个线圈的磁通称为自感磁通，线圈中单位电流产生的自感磁通称为自感系数 。
2.相互感觉
图1-11显示了互感的原理图 。图中有线圈L1和L2，其中电池和开关S1接在线圈L1的回路中，检流计接在线圈L2的回路中 。
图1-11互感现象示意图
当开关打开时，检流计的指针偏转一次，然后归零 。检流计指针的偏转表明有电流流过L2线圈 。
开关S1接通后，线圈L1中的电流从零开始增长，线圈L1中产生变化的磁通量，穿过线圈L2 。
由于线圈L2中磁通量的变化，线圈L2两端会产生感应电动势，所以会有感应电流 。当开关接通一段时间后，由于是DC电源，线圈L1中的电流不会发生变化，其磁通量也不会再发生变化 。不改变线圈L2中的磁通量，就不会产生感应电动势，因此检流计的指针就不再转向信息资源网 。一个线圈中的电流发生变化，在另一个线圈中引起感应电动势的现象称为互感现象，简称互感 。
解释以下关于互感的几点 。
(1)互感现象表明线圈L1和线圈L2之间存在磁耦合，也称互感耦合 。
(2)为了定量表征互感耦合，引入了互感系数，互感系数用m表示，其大小等于单位电流通过一个线圈时在另一个线圈中产生的互感磁链 。互感m代表磁交联的能力 。


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