電磁學(xué)-電磁感應(yīng)（電工電子課件）

二、電磁感應(yīng)電流可以產(chǎn)生磁場,那么反過來,磁場是否能產(chǎn)生電流呢?英國物理學(xué)家法拉第于1831年發(fā)現(xiàn)磁在一定條件下能使導(dǎo)體產(chǎn)生電流，這一類電磁現(xiàn)象稱為電磁感應(yīng)。這一發(fā)現(xiàn)不僅深刻地揭示了電和磁之間的內(nèi)在聯(lián)系,進一步推動了電磁理論的發(fā)展,而且在生產(chǎn)技術(shù)上具有劃時代的意義。根據(jù)電磁感應(yīng)原理,入們設(shè)計并制造了發(fā)電機、感應(yīng)電動機和變壓器等電力設(shè)備。引言1、直導(dǎo)體中的感應(yīng)電動勢1）感應(yīng)電動勢的方向作切割磁力線運動的導(dǎo)體,其產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的方向可用右手定則來確定:平伸右手,拇指與四指垂直,讓磁感線垂直穿過手心,拇指指向運動方向,四指所指方向就是感應(yīng)電動勢的方向(或是感應(yīng)電流方向)。需要注意的是：判斷感應(yīng)電動勢方向時要把導(dǎo)體看成一個電源，在導(dǎo)體內(nèi)部,感應(yīng)電動勢方向由負(fù)極指向正極。感應(yīng)電流方向與感應(yīng)電動勢方向相同。當(dāng)直導(dǎo)體沒有形成閉合回路時,導(dǎo)體中只產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,不產(chǎn)生感應(yīng)電流。2）感應(yīng)電動勢的大小的正弦值成正比,即實驗證明:在均勻磁場中,作切割磁力線運動的直導(dǎo)體,其感應(yīng)電動勢e的大小與磁感應(yīng)強度B、導(dǎo)體的有效長度l、導(dǎo)體的運動速度v以及導(dǎo)體運動方向與磁感線方向之間夾角e=Blvsina

例

受外力作用的直導(dǎo)體AB,在勻強磁場中以v=20m/s的速度做勻速直線運動。設(shè)B=1T,導(dǎo)體有效長度l=0.5m,導(dǎo)體電阻R0=1Ω,負(fù)載電阻R=9Ω。試求導(dǎo)體AB中的感應(yīng)電動勢e和電流I。解:用右手定則確定的電動勢e的方向為由下指向上。其大小為電流方向與e相同,大小為：2、線圈中的感應(yīng)電動勢1）感應(yīng)電動勢的方向線圈中的磁通量發(fā)生變化時,線圈就會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。感應(yīng)電動勢的方向由楞次定律來判定楞次定律

2）感應(yīng)電動勢的大小法拉第通過大量實驗總結(jié)出:線圈中感應(yīng)電動勢的大小與線圈磁通和線圈匝數(shù)N成正比。通常把這個規(guī)律叫法拉第電磁感應(yīng)定律,其數(shù)學(xué)表達式為：量的變化率3、自感1）自感現(xiàn)象由通入線圈的電流變化而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象叫自感現(xiàn)象,由自感現(xiàn)象產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢叫自感電動勢。顯然,自感現(xiàn)象屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象。2）自感系數(shù)自感系數(shù)是用來描述線圈產(chǎn)生自感磁通能力的物理量。定義線圈中的磁通量與產(chǎn)生該磁通的電流的比值叫自感系數(shù),又叫電感,用符號L表示,單位是亨利（H）。即由上式看出,電感表示線圈通過外電流所產(chǎn)生的自感磁通。電感越大,表示線圈產(chǎn)生自感磁通的能力越大。電感的大小與線圈的匝數(shù)、形狀、大小及周圍介質(zhì)的磁導(dǎo)率有關(guān)。對給定的空心線圈,電感是常數(shù),即不隨線圈中電流變化而變化,故稱線性電感。鐵心線圈由于鐵磁材料的磁導(dǎo)率不是常數(shù),所以它的電感隨外電流的變化而變化,故稱非線性電感。在其他條件相同的情況下,線圈匝數(shù)越多,電感越大；有鐵心的電感比空心線圈的電感大很多。3）自感電動勢自感電動勢的大小可由法拉第電磁感應(yīng)定律求得,即即

自感電動勢的大小與線圈的電感及線圈中外電流的變化率成正比。負(fù)號表示自感電動勢的方向總是企圖阻礙外電流的變化。4、互感互感現(xiàn)象是指一個線圈中的電流變化而使另一個線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象。互感現(xiàn)象產(chǎn)生的電動勢叫互感電動勢,也用符號e表示。那么

正弦交流電在交流鐵芯中，電源電壓u-e1磁通

則電源電壓的有效值為此公式是交流發(fā)電機設(shè)置電壓調(diào)節(jié)器的理論依據(jù)。電磁感應(yīng)作用在導(dǎo)體內(nèi)部感生的電流，電流在導(dǎo)體中的分布隨著導(dǎo)體的表面形狀和磁的分布而不同，其路徑往往有如水中的漩渦，因此稱為渦流。

渦流的產(chǎn)生：把塊裝金屬置于隨時間變化的磁場中或讓它在磁