北航1電磁感應(yīng)

1、自感磁能兩個(gè)線圈系統(tǒng)總磁能 6.磁場(chǎng)的能量和能量密度線圈建立電流過程中，電源克服感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)所做的功轉(zhuǎn)變成磁能儲(chǔ)存在線圈內(nèi) 充磁磁能儲(chǔ)存在何處？ 與電場(chǎng)相同，磁能同樣應(yīng)當(dāng)定域在磁場(chǎng)中，凡磁場(chǎng)不為零處便有相應(yīng)的磁能，能量是磁場(chǎng)的重要屬性借助于長(zhǎng)直螺線管的特例形式地導(dǎo)出普遍適用的磁場(chǎng)能量密度公式 磁場(chǎng)能量密度公式 長(zhǎng)直螺線管自感自感磁能為 磁能密度：?jiǎn)挝惑w積內(nèi)的磁能普遍成立磁能定域在磁場(chǎng)中磁場(chǎng)能量V磁場(chǎng)分布的空間各向同性非鐵磁質(zhì):磁能密度：兩個(gè)線圈的磁場(chǎng)能量公式電容器 電容 C 儲(chǔ)存電能線圈 電感 L、M 儲(chǔ)存磁能 C、L 、M都只與電容器或線圈的幾何尺寸、介質(zhì)有關(guān)，是交流電路中的元件兩個(gè)線圈的磁場(chǎng)

2、能量公式 自感磁能互感磁能例題：無限長(zhǎng)同軸線,求(1)磁場(chǎng)能量(2)單位長(zhǎng)度內(nèi)的自感系數(shù) 磁場(chǎng)只存在于 區(qū)域內(nèi) 例題:橫截面為長(zhǎng)方形的螺線環(huán)共N匝，通電流I，其內(nèi)充滿均勻磁介質(zhì) ( ),求環(huán)內(nèi)的磁場(chǎng)能量及其自感系數(shù)。解：7.暫態(tài)過程直流電源作用在元件上，電流從0I， 從開始發(fā)生變化到逐漸趨于穩(wěn)態(tài)的過程 暫態(tài)過程U 、I是變化的，歐姆定律、基爾霍夫定律是否還適用？雖然 U、I隨時(shí)間變化，但滿足似穩(wěn)條件滿足似穩(wěn)條件的電路中，可以用歐姆定律積分形式和基爾霍夫方程組來處理問題 LR電路中的暫態(tài)過程 充磁： K接通1，電能轉(zhuǎn)變成磁能 微分方程用分離變量法 時(shí)間常數(shù)：是電流從0增加到0.63I0所需時(shí)間放

3、磁：電流達(dá)到穩(wěn)定值后， 將K撥到2 時(shí)間常數(shù)：是電流從I0減小到0.37I0所需時(shí)間RC電路中的暫態(tài)過程充電： K接通1放電： K接通2，LCR暫態(tài)過程關(guān)于q的二階常系數(shù)微分方程電路方程的解的形式與電路阻尼度有密切關(guān)系 三種阻尼狀態(tài) 顯然阻尼度與R 、L、C取值有關(guān)，電感、電容是儲(chǔ)能元件，電阻是耗散性元件，其大小反映電路中電磁能耗散的情況應(yīng)用:靈敏電流計(jì)特點(diǎn)：測(cè)量小電流靈敏度高結(jié)構(gòu):磁場(chǎng)徑向分布 系統(tǒng)受三個(gè)力矩磁力矩 彈性力矩 電磁阻尼力矩 永久磁鐵圓柱形軟鐵芯矩形線圈感應(yīng)電流 i設(shè)線圈以角速度轉(zhuǎn)動(dòng)電流計(jì)線圈本身的電阻 Rg與之相聯(lián)的外電路電阻 R外總電阻 R= Rg + R外 電磁阻尼力矩感

4、應(yīng)電流 角位移負(fù)號(hào)表示電磁阻尼力矩方向永遠(yuǎn)和角速度的方向相反 運(yùn)動(dòng)方程 由決定三種阻尼狀態(tài) 測(cè)量時(shí)，一般希望指針快點(diǎn)達(dá)到平衡，取臨界阻尼 J 為線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 沖擊電流計(jì) 用途：測(cè)短時(shí)間內(nèi)脈沖電流所遷移的電量，以及與此有關(guān)的量如B 、高阻、電容等 結(jié)構(gòu)類似與靈敏電流計(jì)，但線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大 自由振蕩周期較長(zhǎng)，T20s 靈敏電流計(jì) T1-2s自由振蕩周期：無阻尼時(shí)的振蕩周期 測(cè)量原理 用靈敏電流計(jì)時(shí) 讀穩(wěn)定偏轉(zhuǎn)角 用沖擊電流計(jì)時(shí) 讀第一次最大的擺角（沖擲角） 教學(xué)要求:電磁感應(yīng)現(xiàn)象1 楞次定律1法拉第電磁感應(yīng)定律 1動(dòng)生電動(dòng)勢(shì) 1 感生電動(dòng)勢(shì) 1感生電場(chǎng) 1 電子感應(yīng)加速器2自感和互感2 渦電流3 趨膚效應(yīng)3 RL串聯(lián)電路的暫態(tài)過程2 RC