版權說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內容提供方,若內容存在侵權,請進行舉報或認領
文檔簡介
第十三章電磁感應1第一頁,共三十九頁,2022年,8月28日奧斯特電流磁效應磁的電效應?1831年,法拉第經(jīng)過十年不懈的探索從實驗得出:當通過一個閉合回路所包圍的面積的磁通量發(fā)生變化時,回路中就產(chǎn)生電流(稱為感應電流)。由于磁通量的變化而產(chǎn)生電流的現(xiàn)象稱為電磁感應現(xiàn)象。上頁下頁退出返回逆現(xiàn)象2第二頁,共三十九頁,2022年,8月28日一.現(xiàn)象
變化
本質是電動勢electromotiveforce(emf)××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××左面兩種情況均可使電流計指針擺動第一類第二類I變化§1電磁感應的基本定律上頁下頁退出返回3第三頁,共三十九頁,2022年,8月28日二.法拉第電磁感應定律
Faradaylawof~
1831年,法拉第經(jīng)過十年不懈的探索從實驗得出:不論何種原因使通過回路面積的磁通量發(fā)生變化時,回路中產(chǎn)生的感應電動勢(inductionemf)與磁通量對時間的變化率成正比。式中的負號反映了感應電動勢的方向(由楞次定律確定)。SI制中表達式為:上頁下頁退出返回4第四頁,共三十九頁,2022年,8月28日三.楞次定律
Lenzlaw
1833年楞次(H.F.E.Lenz)總結實驗得出:閉合回路中感應電流的方向,總是企圖使感應電流本身所產(chǎn)生的通過回路面積的磁通量,去補償或者反抗引起感應電流的磁通量的變化。
稱為楞次定律.黑色為B的方向.紅色為B'的方向.m
增加時,B與B'反向m
減小時,B與B'同向上頁下頁退出返回5第五頁,共三十九頁,2022年,8月28日楞次定律是能量守恒定律在電磁感應現(xiàn)象上的具體體現(xiàn)。(3)若dm>0,則i<0,表明i的方向與L的正方向相反;
若dm<0,則i>0,表明i的方向與L的正方向相同。
(2)m的方向與回路L的正方向成右手螺旋關系時,m為正,反之為負。正方向的約定:(1)選定回路L的正方向。上頁下頁退出返回6第六頁,共三十九頁,2022年,8月28日1使用意味著約定2磁鏈數(shù)magneticfluxlinkage討論則有磁鏈數(shù)
對于N匝串聯(lián)回路每匝中穿過的磁通分別為每匝的磁通相等時上頁下頁退出返回7第七頁,共三十九頁,2022年,8月28日法拉第抓住感應電動勢,比感應電流更本質。感應電流:感應電流的方向始終與感應電動勢的方向一致。四.感應電流上頁下頁退出返回8第八頁,共三十九頁,2022年,8月28日把感應電動勢分為兩種基本形式1動生電動勢motionalemf:導體運動引起2感生電動勢inducedemf:磁場變化引起上頁下頁退出返回9第九頁,共三十九頁,2022年,8月28日§2動生電動勢一.典型裝置1.中學:單位時間內切割磁力線的條數(shù)由楞次定律定方向均勻磁場導線ab在磁場中運動電動勢怎么計算?上頁下頁退出返回10第十頁,共三十九頁,2022年,8月28日2.法拉第電磁感應定律建坐標如圖均勻磁場設回路L方向如圖負號說明電動勢方向與所設方向相反上頁下頁退出返回11第十一頁,共三十九頁,2022年,8月28日3.由金屬電子理論分析平衡時上頁下頁退出返回形成動生電動勢的實質是運動電荷受洛倫茲力的結果12第十二頁,共三十九頁,2022年,8月28日例1:無限長直導線載有I的電流,旁邊有一矩形線圈,若線圈以v速度向右運動,求線圈中的感應電動勢。解:解法一:矩形線框在運動過程中,四段導線都在運動,但只有豎直邊切割磁力線,則:上頁下頁退出返回13第十三頁,共三十九頁,2022年,8月28日解法二:選L為回路正方向,則面正法線方向垂直紙面進去,磁場方向為垂直紙面進去。取t=0說明方向沿L方向>0上頁下頁退出返回14第十四頁,共三十九頁,2022年,8月28日①適用于一切產(chǎn)生電動勢的回路討論②適用于切割磁力線的導體上頁下頁退出返回15第十五頁,共三十九頁,2022年,8月28日線圈匝數(shù)為N,面積為S。繞OO′
軸轉動。通過線圈的磁通量為:由法拉第電磁感應定律,感應電動勢為:二、磁場中轉動線圈的感應電動勢和感應電流上頁下頁退出返回16第十六頁,共三十九頁,2022年,8月28日電流強度為:交變電流交變電動勢上頁下頁退出返回17第十七頁,共三十九頁,2022年,8月28日上頁下頁退出返回交流電的產(chǎn)生18第十八頁,共三十九頁,2022年,8月28日§3感生電動勢感生電場1861年麥克斯韋(1831-1879)大膽假設:“變化的磁場會產(chǎn)生感應電場”。動生電動勢的非靜電力是洛侖茲力;感生電動勢的非靜電力是感生電場力。即感生電動勢等于感應電場場強的環(huán)流。上頁下頁退出返回19第十九頁,共三十九頁,2022年,8月28日★電動勢電荷q在含有電源的閉合回路內環(huán)繞一周時,電源中非靜電力所作的功:外電路感生電動勢為:上頁下頁退出返回20第二十頁,共三十九頁,2022年,8月28日是以L為邊界的任意面積S的磁通量對時間的變化率。感生電場的環(huán)流不等于零,所以又稱渦旋電場。其方向由楞次定律決定。按照法拉第電磁感應定律所以有上頁下頁退出返回21第二十一頁,共三十九頁,2022年,8月28日產(chǎn)生根源電荷變化的磁場環(huán)流勢場:有源無旋場非勢場:無源場渦旋場通量電力線不閉合電力線閉合感應電場與靜電場的比較上頁下頁退出返回22第二十二頁,共三十九頁,2022年,8月28日二.感生電場的計算1.原則2.特殊空間均勻的磁場被限制在圓柱體內,磁感強度方向平行柱軸,如長直螺線管內部的場。磁場隨時間變化則感生電場具有柱對稱分布具有某種對稱性才有可能計算出來上頁下頁退出返回23第二十三頁,共三十九頁,2022年,8月28日3.特殊情況下感生電場的計算例6.空間均勻的磁場限制在半徑為的圓柱內,求:分布解:設場點距軸心為r,根據(jù)對稱性,取以o為心,過場點的圓周環(huán)路0由法拉第電磁感應定律的方向平行柱軸且有上頁下頁退出返回24第二十四頁,共三十九頁,2022年,8月28日><<><>上頁下頁退出返回25第二十五頁,共三十九頁,2022年,8月28日①特殊條件②感生電場是以法拉第電磁感應定律為基礎的,源于法拉第電磁感應定律又高于法拉第電磁感應定律。只要以L為邊界的曲面內有磁通的變化,就存在感生電場的。③渦電流趨膚效應電子感應加速器的基本原理1947年世界第一臺70MeV討論上頁下頁退出返回26第二十六頁,共三十九頁,2022年,8月28日例7.求半徑oa線上的感生電動勢可利用這一特點較方便地求其他線段內的感生電動勢補上半徑方向的線段構成回路利用法拉第電磁感應定律
例8求上圖中線段ab內的感生電動勢
解:補上兩個半徑oa和bo與ab構成回路obao上頁下頁退出返回27第二十七頁,共三十九頁,2022年,8月28日求:解:補上半徑oabo設回路方向如圖例9.磁力線限制在圓柱體內,空間均勻oB上頁下頁退出返回28第二十八頁,共三十九頁,2022年,8月28日§4自感現(xiàn)象實際線路中的感生電動勢問題一.自感現(xiàn)象自感系數(shù)self-indutance反抗電流變化的能力(電慣性)線圈由于自己線路中的電流的變化而在自己的線路中產(chǎn)生感應電流的現(xiàn)象--自感現(xiàn)象上頁下頁退出返回29第二十九頁,共三十九頁,2022年,8月28日K合上燈泡A先亮B晚亮K斷開B會突閃上頁下頁退出返回30第三十頁,共三十九頁,2022年,8月28日自感系數(shù)的定義單位電流的變化對應的感應電動勢,稱為自感系數(shù)(自感)由法拉第電磁感應定律上頁下頁退出返回31第三十一頁,共三十九頁,2022年,8月28日例10:求長直螺線管的自感系數(shù)幾何條件如圖解:設通電流幾何條件介質固有的性質電慣性總長總匝數(shù)上頁下頁退出返回32第三十二頁,共三十九頁,2022年,8月28日互感現(xiàn)象當一個線圈中電流發(fā)生變化時在另一個線圈中產(chǎn)生互感電動勢。這是由于線圈1中電流變化,在線圈2周圍產(chǎn)生一個變化的磁場,變化的磁場周圍又產(chǎn)生一個感生電場,感生電場作用在導體線圈2中的自由電荷上,在線圈2中產(chǎn)生互感電動勢,反之也一樣。1I1N1S12I2N2S2上頁下頁退出返回33第三十三頁,共三十九頁,2022年,8月28日§5磁場能量
設拉閘后,dt內通過燈泡的電流為i,則dt內自感電動勢作的功為
實驗:開關拉開時,燈泡反而閃亮一下。為什么?通電線圈中儲藏著能量。從另一角度說是自感電動勢作了功。上頁下頁退出返回34第三十四頁,共三十九頁,2022年,8月28日它也就是自感線圈的磁能:
反過來利用上式,如果知道了磁能,也可以求自感上頁下頁退出返回對一個長直螺線管來說35第三十五頁,共三十九頁,2022年,8月28日
任意磁場的能量計算公式為其磁場是在螺線管內,而且是均勻的,所以單位體積的磁場能量(磁場能量密度)為
(有普遍性)上頁下頁退出返回36第三十六頁,共三十九頁,2022年,8月28日例11:無限長載流直導線電流I均勻分布,r=1,求單位長導線的磁場能。解:
由安培環(huán)路定律(r處)求磁場:上頁
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權益所有人同意不得將文件中的內容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內容負責。
- 6. 下載文件中如有侵權或不適當內容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 2024版智能安防系統(tǒng)建設合同3篇
- 二零二五版家具回收與環(huán)保處理服務合同2篇
- 2024版網(wǎng)絡技術服務外包合同
- 二零二五版建筑保溫施工與智能家居系統(tǒng)集成合同3篇
- 二零二五年度環(huán)保型廣告牌銷售、安裝及廣告內容合作合同3篇
- 2024版城市軌道交通設施維修保養(yǎng)合同
- 二零二五年度駕駛員押運員安全責任與聘用合同3篇
- 二零二五版文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)擔保合同協(xié)議書2篇
- 2024版?zhèn)€人資金借用詳細協(xié)議協(xié)議版
- 二手房定金合同格式范文(2024版)
- 八年級數(shù)學家長會課件
- 光伏發(fā)電項目試驗檢測計劃
- 蘇少版七年級美術下冊 全冊
- 民航概論5套模擬試卷考試題帶答案
- 2024屆中國電建地產(chǎn)校園招聘網(wǎng)申平臺高頻500題難、易錯點模擬試題附帶答案詳解
- COCA20000詞匯音標版表格
- 滬教版七年級數(shù)學上冊專題06圖形的運動(原卷版+解析)
- JTG-T-F20-2015公路路面基層施工技術細則
- 光伏發(fā)電站集中監(jiān)控系統(tǒng)通信及數(shù)據(jù)標準
- 建筑垃圾減排及資源化處置措施
- 2024年遼寧石化職業(yè)技術學院單招職業(yè)適應性測試題庫附答案
評論
0/150
提交評論