互感及其应用

观察与思考

做如图5－8－1所示的实验，线圈A和滑动变阻器、开关S串联起来以后接到电源E上。线圈B的两端分别和检流计的两个接线柱连接，当开关S闭合或断开瞬间，检流计的指针发生偏转，并且指针偏转的方向相反。这说明当开关S闭合和断开的瞬间，线圈B回路中有电流，并且电流方向相反。线圈B回路中并没有接电源，为什么会有电流呢？你能解释这种现象吗？

图5－8－1　两个线圈的互感

当开关S断开和闭合的瞬间，线圈A中的电流发生变化，电流产生的磁场也要发生变化，通过线圈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，因此，线圈B中产生了感应电动势（称为互感电动势）。由于线圈B与检流计之间组成了一个闭合回路，线圈B中就有感应电流通过，所以检流计指针发生偏转。本次模块将学习互感及其在工程技术上的应用等相关知识。

一、互感现象

从上面实验可知，这种由于一个线圈的电流变化，导致另一个线圈产生感应电动势的现象，称为互感现象。在互感现象中产生的感应电动势，称为互感电动势，用eM表示。

假设两个靠得很近的线圈中，第一个线圈的电流发生了改变，将在第二个线圈中产生互感电动势。实验证明：第二个线圈中产生的互感电动势的大小不仅与第一个线圈中电流的变化率大小有关，而且还与两个线圈的互感系数M有关，用公式表示为

二、互感系数

互感系数M由两个线圈的几何形状、尺寸、匝数、它们之间的相对位置以及媒介质的磁导率决定，与线圈中电流的大小无关。只有当媒介质为铁磁性材料时，互感系数才与电流有关。

三、互感的应用

互感现象的应用。电源变压器、电流互感器、电压互感器、中周变压器、钳形电流表等都是根据互感原理工作的。

互感的害处。如有线电话常常会由于两路电话间的互感而引起串音。在无线电技术中，若线圈位置安放不当，线圈间会因互感而相互干扰，影响设备的正常工作。解决办法：常把相邻的两个线圈互相垂直放置或将几个线圈加大距离。在高频电路中，常用软磁材料制成屏蔽罩。