自感电压的产生与作用——线圈电流建立磁场的延时现象

实验5-42：如图5-51所示，将一个有封闭铁心的线圈接到约2V的直流电压上，然后再将此线圈与一只启辉电压约为90V的辉光灯并联，用开关接通和断开此电路。

在断开电路时，辉光灯短时间点亮。

当断开电路时，在线圈中产生一个高电压。在磁场消失时，线圈自身中感应出一个电压，这个电压称为自感电压。

实验5-43：如图5-52所示，把一个4.5V的白炽灯串联到一个1200匝的线圈上，再把另一个4.5V的白炽灯与一个可调电阻串联。然后再把这两个串联电路并联到6V的直流电压上。调整电阻，使这两个白炽灯亮度达到一样。断开并再接通电路，观察两个白炽灯。

在接通电路时，与线圈串联的白炽灯亮得晚一些。

如图5-53所示，接通线圈电路后，线圈中的电流不能立即达到其全值，而是先由电流建立磁场，此磁场的变化产生了自感电压，阻碍了电流的升高，从而延迟了磁场的建立（楞次定律）。

图5-51 断开线圈时自感电压

图5-52 接通线圈时的自感电压

如图5-53所示，断开线圈电路后，在线圈中随着磁场的消失而产生自感电压，但其极性使线圈中的电流沿相同方向继续流动，并缓慢地减少到零，从而使磁场延迟消失（楞次定律）。

对于线圈中的交流电压，自感电压减少了消耗电流。磁场变化越快和线圈的电感（符号L）越大，则自感电压就越高。电感是随匝数的平方而增长并取决于线圈的尺寸及铁心的特性。电感的单位为亨利^[5]（H）。(www.xing528.com)

图5-53 接通与断开线圈电路时电流和电压的变化曲线

在1s内一个直流电流变化1A时产生1V的感应电压，则线圈的电感为1亨（利）。

式中 L——电感；

N——匝数；

R_m——磁阻；

A_L——线圈常数，如1mH，由制造商给出；

Δi——电流变化量；

Δt——电流变化持续的时间；

u_i——感应电压（自感电压）。