用传感器显示自感对电流的影响

实验目的

用传感器记录电流变化曲线，理解自感电动势阻碍电流变化的规律。

实验原理

线圈中电流变化时，会产生自感电动势，其方向总是阻碍线圈中电流的变化，大小与电流变化率成正比，E = L·ΔI/Δt，L 为自感系数，单位为亨利（H）。因此含线圈支路的电流在接通时逐渐增大，断开时逐渐减小，而纯电阻支路的电流可以立即变化。

实验器材

• 电感线圈
• 定值电阻
• 直流电源
• 开关
• 电流传感器
• 数据采集器
• 计算机
• 导线

实验步骤

1. 按电路图把线圈支路和电阻支路并联，分别串入电流传感器
2. 连接数据采集器和计算机，打开软件开始采集
3. 闭合开关，记录两支路电流随时间的变化图线
4. 待电流稳定后断开开关，继续记录
5. 比较两条图线，分析自感对电流变化的影响

实验现象与结论

闭合开关时，电阻支路电流立即达到稳定值，线圈支路电流从零逐渐增大到稳定值；断开开关后，线圈支路电流不会立即变为零，而是逐渐减小。说明自感电动势阻碍电流变化，使电流不能突变。

注意事项

• 线圈所在回路断开时可能产生较高电压，不要用手触碰
• 电源电压不宜过高，按传感器量程选择

常见问题

自感能使电流永远不变吗？

不能。自感只是阻碍电流变化，使变化变慢，不能阻止变化，最终电流仍达到稳定值或减为零。

为什么要接纯电阻支路作对比？

纯电阻支路电流随电压立即变化，可以突出线圈支路电流的延迟变化。