電磁感應
定義
由於磁通量的變化而產生感應電動勢的現象(當閉合電路的導體的壹部分切割磁力線時,導體中會產生電流,稱為電磁感應)
發現者
在H.C. Oster於1820年發現電流的磁效應後,許多物理學家試圖尋找它的逆效應,提出了磁性能否發電,磁性能否作用於電的問題。在1822年測量地磁強度時,D.F.J .阿拉戈和a .馮·洪堡特偶然發現金屬對附近磁針的振蕩有阻尼作用。1824年,阿拉戈根據這壹現象做了壹個銅盤實驗,發現旋轉的銅盤會帶動上方自由懸掛的磁針旋轉,但磁針的旋轉與銅盤不同步,略顯滯後。電磁阻尼和電磁驅動是最早的電磁感應現象,但沒有直接表示為感應電流,所以當時無法解釋。
1831年8月,M法拉第在軟鐵圈的兩側纏繞了兩個線圈,其中壹個是閉合回路,在靠近導線下端的地方平行放置了壹個磁針,另壹個連接在電池組上,連接在開關上,形成閉合回路,有電源。發現當開關閉合時,磁針發生偏轉。當開關斷開時,磁針向反方向偏轉,說明沒有電池組的線圈中出現感應電流。法拉第馬上意識到這是壹種不穩定的瞬態效應。然後他做了幾十次實驗,把感應電流歸納為五類:變化的電流、變化的磁場、運動的恒定電流、運動的磁鐵和磁場中運動的導體,並把這些現象正式命名為電磁感應。再者,法拉第發現在相同條件下,不同金屬導體的回路中產生的感應電流與導體的導電率成正比,由此他認識到感應電流是由與導體性質無關的感應電動勢產生的,即使沒有回路,沒有感應電流,感應電動勢依然存在。
後來給出了確定感應電流方向的楞次定律和描述電磁感應定量規律的法拉第定律。根據產生原因的不同,感應電動勢分為動生電動勢和感應電動勢兩種。前者源於洛倫茲力,後者源於改變磁場產生的旋轉電場。
簡介
電磁感應是電磁學最重要的發現之壹,它表現了電和磁現象之間的相互聯系和轉化。對其本質的深入研究,揭示了電場和磁場之間的聯系,對麥克斯韋電磁場理論的建立具有重要意義。電磁感應廣泛應用於電氣技術、電子技術和電磁測量中。
如果閉合電路是壹個n匝的線圈,可以表示為:其中n是線圈的匝數,δ是磁通量的變化,Wb和δ T是變化所用的時間,S ε是產生的感應電動勢,V是單位。
計算公式
1.[感應電動勢的計算公式]
1)e = nδφ/δt(普適公式){法拉第電磁感應定律,e:感應電動勢(V),n:感應線圈匝數,δφ/δt:磁通量變化率}
2) E=BLV sinA(切割磁感應線)E=BLV中的V和L可以不平行於磁感應線,但也可以不垂直於磁感應線,其中sinA為V或L與磁感應線的夾角。{l:有效長度(米)}
3) EM = NBS ω(交流發電機最大感應電動勢){EM:感應電動勢峰值}
4)E = bl2ω/2(導體壹端固定並被ω切割){ω:角速度(rad/s),v:速度(m/s)}
2.磁通量φ = bs {φ:磁通量(Wb),B:均勻磁場的磁感應強度(T),S:面對面積(m2)}
3.感應電動勢的正負極可以通過感應電流的方向來確定(電源內部的電流方向:從負極到正極)。
*4.自感電動勢eSelf = nδφ/δt = LδI/δt { L:自感系數(h)(有鐵芯的線圈L大於無鐵芯的線圈),δI:變化電流,t:所用時間,δI/δt:自感電流變化率(變化速度)}。
感應電流產生的條件
1.電路閉合並接通。
2.通過閉合電路的磁通量發生變化。
3.電路的壹部分在磁場中切割磁感應線。
* *(如果缺少壹個條件,將不會有感應電流)。
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參考資料:
1.沒有人
投稿人(***16):
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漢英詞典“電磁感應”釋義(來源:百度詞典);
1.【物理學】電磁感應