第16章变化电磁场 夕一、电磁感应定律 磁通变化的两类原因：回路变化和磁场变化 1、法拉弟电磁感应定律： 8= 尘 du 或 式中w=师 称磁通链。 2、感应电量： 夕二、动生电动势和感生电动势 1、动生电动势：因回路变化产生的电磁感应。 非静电场强： [导体回路 s=fo×a 一段导体s=jo×)i 动生电动势： 能量转换：洛仑兹力的一个分力做负功吸收外界能量，另一分力做正功输出电能。 2、感生电动势：因磁场变化产生电磁感应。 感应电场：起源于变化磁场。 ，有旋性。 a,=0 无源性。 闭合回路：g=克 一段电路：c=∫鸟 感应电动势 三、自感和互感
第 16 章 变化电磁场 一、电磁感应定律 磁通变化的两类原因：回路变化和磁场变化。 1、法拉弟电磁感应定律： 或 式中 ，称磁通链。 2、感应电量： 二、动生电动势和感生电动势 1、动生电动势：因回路变化产生的电磁感应。 非静电场强： 动生电动势： 能量转换：洛仑兹力的一个分力做负功吸收外界能量，另一分力做正功输出电能。 2、感生电动势：因磁场变化产生电磁感应。 感应电场：起源于变化磁场。 ，有旋性。 ，无源性。 感应电动势 三、自感和互感
1、自感应： 4:9-号 =-- 自感电动势： d 当线圈形状不变时，即L不变 2、互感应 M=V=Va 互感系数： 4112 感电烧.必登-出 dt 两线圈形状和相对位置不变时，即M不变 1=-dy dt =M当 dt 3、回路藕合：M=K马 式中K为耦合系数 4、电感的串并联 (1)串联乙=乙1+乙±2 两电感顺接取“+”号，反接取“一”号。 LL2-M (2)并联 -2M 两电感顺接取“一”号，反接取“+”号。 夕四、磁能 1、电感磁能： 自品 互感磁场：土M, 总磁能： 2、磁场能量
1、自感应： 自感系数： 自感电动势： 当线圈形状不变时，即 L 不变 2、互感应 互感系数： 互感电动势： 两线圈形状和相对位置不变时，即 M 不变 3、回路藕合： 式中 K 为耦合系数 4、电感的串并联 （1）串联 两电感顺接取“+”号，反接取“—”号。 （2）并联 两电感顺接取“—”号，反接取“+”号。 四、磁能 1、电感磁能： 自感磁能： 互感磁场： 总磁能： 2、磁场能量：
磁能密度： 24 W=wdΨ 磁场能量： 夕五、暂态过烟 在暂态过程中，外加跃变电压后，电路中电流或电压不发生突变，而是逐渐变化，趋于稳态。 1、LR电路：由于线圈中自感电动势的反抗，回路中电流不能突变。 2、C电路：由于电容器中电场的反抗，电容上电压不能突变。 两种电路的特性对照表 R电路 RC电路 暂态过程 滋长过程： 充电过程： -R=0 -名=0 a-e U.=1-ec) 初态：I=O,L起断路作用 1 初态： R,C起短路作用 i=s R,L起短路作用 终态：I=0,C起断路作用 稳态： 衰减过程： R9+9-0 +0 8=0 6=0, 时间常数 F= r=RC 储能元件 储磁能： 9 大、感应电场 变化的磁场激发的电场称为感应电场，感应电场的电力线为闭合曲线因此感应电场也称涡旋电 场。 1、感应电场与变化磁场的关系
磁能密度： 磁场能量： 五、暂态过程 在暂态过程中，外加跃变电压后，电路中电流或电压不发生突变，而是逐渐变化，趋于稳态。 1、LR 电路：由于线圈中自感电动势的反抗，回路中电流不能突变。 2、RC 电路：由于电容器中电场的反抗，电容上电压不能突变。 两种电路的特性对照表 LR 电路 RC 电路 暂态过程 滋长过程： 初态：I=0，L 起断路作用 稳态： ，L 起短路作用 充电过程： 初态： ，C 起短路作用 终态：I=0，C 起断路作用 衰减过程： ， ， 时间常数 储能元件 储磁能： 储电能： 六、感应电场 变化的磁场激发的电场称为感应电场，感应电场的电力线为闭合曲线因此感应电场也称涡旋电 场。 1、感应电场与变化磁场的关系
式中负号表示，感应电场巨与组成左手系 2、静电场与涡旋电场比较表 静电场巴， 感应电场 起源 由静止电荷激发 由变化的磁场激发 D·ds=∑g D-0 程 兵堂 1.有源场：（电力线由正电荷出发到 无源场：（电力线为闭合曲线） 负电荷终止，不闭合) 非保守场 质 2.保守场 场对导体 导体产生静电感应现象 导体产生感应电动势， 的作用 导体内的场强为零 导体内场强不为零 3、长直螺线管内变化磁场所激发的涡 旋电场 螺线管 上+ 内： "<R 8= 螺线管 Zr dt 涡旋电场分布情况如图所示。 图154 夕七、位移电流 变化的电场和传导电流一样能激发磁场，把变化电场的这种性质看作为一种等效电流，定义为 位移电流。 1、位移电流
式中负号表示，感应电场 与 组成左手系。 2、静电场与涡旋电场比较表 静电场 感应电场 起 源 由静止电荷激发 由变化的磁场激发 场 方 程 场 性 质 1．有源场；（电力线由正电荷出发到 负电荷终止，不闭合） 2．保守场 1．无源场；（电力线为闭合曲线） 2．非保守场 场对导体 的作用 导体产生静电感应现象， 导体内的场强为零 导体产生感应电动势， 导体内场强不为零 3、长直螺线管内变化磁场所激发的涡 旋电场 螺线管 内： 螺线管 外： 涡旋电场分布情况如图所示。 七、位移电流 变化的电场和传导电流一样能激发磁场，把变化电场的这种性质看作为一种等效电流，定义为 位移电流。 1、位移电流
位移电流密度 -9 2、传导电流与位移电流比较表 传导电流20 位移电流 激发磁场 遵守安培环路定律 遵守安培环路定律 的规律 庄d=lo -=增 产生的原因 电荷在导体中宏观定向运动产生。 由变化电场所激发与电荷的定向运动 无关。 存在场所 导体 真空、介质及导体 电流方向 与电场方向相同 与电场的变化方向相同 热效应 遵守焦耳楞次定律 在导体及真空中无热效应， (在介质中，高频情况下能产生极化 热现象，但不遵守焦耳楞次定律 3、圆形平行板电容器内变化电场所 产生的磁场 电容器内 r<R dE dt 电容器外>R 位移电流所产生磁场的分布情况如 图所示。 ☒15-5 号八、变化电藏场蒸本提排 1、电磁场的统一性 变化的电场、磁场不能独立存在。 ,i- (1)变化电场激发磁场： ∫i=∫ (2)变化磁场激发电场：
位移电流密度 2、传导电流与位移电流比较表 传导电流 位移电流 激发磁场 的规律 遵守安培环路定律 遵守安培环路定律 产生的原因 电荷在导体中宏观定向运动产生。 由变化电场所激发与电荷的定向运动 无关。 存在场所 导体 真空、介质及导体 电流方向 与电场方向相同 与电场的变化方向相同 热效应 遵守焦耳楞次定律 在导体及真空中无热效应。 （在介质中，高频情况下能产生极化 热现象，但不遵守焦耳楞次定律 3、圆形平行板电容器内变化电场所 产生的磁场 电容器内 电容器外 位移电流所产生磁场的分布情况如 图所示。 八、变化电磁场基本规律 1、电磁场的统一性 变化的电场、磁场不能独立存在。 （1）变化电场激发磁场： （2）变化磁场激发电场：