第四章电磁感应 第四章电磁感应 继1820年丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应后,1831年法拉第电磁感应现象的发现和电磁 感应定律的建立,是电磁学发展史上最辉煌的成就之一。它揭示了变化的磁场和变化的电场之间的本质 联系和互相转化的规律,为麦克斯韦普遍电磁理论的建立奠定了基础,为电工和电子技术的发展做出了 无可估量的贡献。 §4-1电磁感应定律 电磁感应的实验现象 如图,当s合上后,无论左侧电路中电源的电动势有多大,即无论电流有多大,接在右侧电路中的
第四章 电磁感应 1 第四章 电磁感应 继 1820 年丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应后 1831 年法拉第电磁感应现象的发现和电磁 感应定律的建立 是电磁学发展史上最辉煌的成就之一 它揭示了变化的磁场和变化的电场之间的本质 联系和互相转化的规律 为麦克斯韦普遍电磁理论的建立奠定了基础 为电工和电子技术的发展做出了 无可估量的贡献 §4-1 电磁感应定律 一 电磁感应的实验现象 如图 当 s 合上后 无论左侧电路中电源的电动势有多大 即无论电流有多大 接在右侧电路中的
电磁学网上课件戚伯云 电流计的指针都不动。在一个偶然的机会,1831年,当法拉第把电键s闭合的瞬间,他观察到了电流计 指针的偏移,而s断开瞬间,指针会反向偏移。然后回到零点。他得出结论:变化的磁场可以产生电场。 因为当电键闭合瞬间,右侧线圈的电流由零开始增长,从而产生了一个由零开始增长的变化的磁场,这 个磁场同时通过左侧线圈,使其通过一个变化的磁通量,从而产生电流。当右侧电流增长为一个稳定值 时,磁场不再变化,从而通过线圈的磁通量不再变化,所以左侧线圈的电路电流为零。当电键断开瞬间, 其过程刚好相反。法拉第把这个由变化的磁通量产生的电流叫感应电流。 1832年,法拉第发现在相同的条件下,不同金属导体中的感应电流的大小与导体的导电能力成正比, 这使法拉第意识到,感应电流是由与导体性质无关的感应电动势产生的。也就是说,由于通过导线回路 的磁通量的变化,可以在导体中产生感应电动势。 还有很多类似的实验: 如图,空心线圈与一个电流计构成一个电路,未接电源,在磁棒插入线圈的过程中,电流计的指针
2 电磁学网上课件 戚伯云 电流计的指针都不动 在一个偶然的机会 1831 年 当法拉第把电键 s 闭合的瞬间 他观察到了电流计 指针的偏移 而 s 断开瞬间 指针会反向偏移 然后回到零点 他得出结论 变化的磁场可以产生电场 因为当电键闭合瞬间 右侧线圈的电流由零开始增长 从而产生了一个由零开始增长的变化的磁场 这 个磁场同时通过左侧线圈 使其通过一个变化的磁通量 从而产生电流 当右侧电流增长为一个稳定值 时 磁场不再变化 从而通过线圈的磁通量不再变化 所以左侧线圈的电路电流为零 当电键断开瞬间 其过程刚好相反 法拉第把这个由变化的磁通量产生的电流叫感应电流 1832 年 法拉第发现在相同的条件下 不同金属导体中的感应电流的大小与导体的导电能力成正比 这使法拉第意识到 感应电流是由与导体性质无关的感应电动势产生的 也就是说 由于通过导线回路 的磁通量的变化 可以在导体中产生感应电动势 还有很多类似的实验: 如图 空心线圈与一个电流计构成一个电路 未接电源 在磁棒插入线圈的过程中 电流计的指针
第四章电磁感应 偏移,插入的速度越大,指针偏转越厉害,当磁棒运动停止时,指针回到零点。在磁棒抽岀时,指针反 向偏转,这说明,磁通量的变化使线圈电路中产生了感应电动势,从而产生感应电流,感应电动势的大 小与线圈和磁棒的相对运动速度有关。 如图所示,接有电流表的导体框CDEF放于均匀的磁场中,B垂直于框平面,当EF以速度ⅴ无摩擦 向右滑动时,电流计指针发生偏转,速度越大偏转越厉害,EF反向运动时,电流计指针反向偏转,此实 验中,磁感强度B没有变化,但由于EF向右或向左运动,导体框的面积在随时间变化,于是通过导体 框的磁通量随时间变化,所以在导体回路中产生了感应电动势,从而产生了感应电流,EF的速度越大, 单位时间内通过导体框的磁通量变化越大。从另一个角度来看,感应电流的产生是由于闭合导体的一段 EF切割磁力线所产生的
第四章 电磁感应 3 偏移 插入的速度越大 指针偏转越厉害 当磁棒运动停止时 指针回到零点 在磁棒抽出时 指针反 向偏转 这说明 磁通量的变化使线圈电路中产生了感应电动势 从而产生感应电流 感应电动势的大 小与线圈和磁棒的相对运动速度有关 如图所示 接有电流表的导体框 CDEF 放于均匀的磁场中 B 垂直于框平面 当 EF 以速度 v 无摩擦 向右滑动时 电流计指针发生偏转 速度越大偏转越厉害 EF 反向运动时 电流计指针反向偏转 此实 验中 磁感强度 B 没有变化 但由于 EF 向右或向左运动 导体框的面积在随时间变化 于是通过导体 框的磁通量随时间变化 所以在导体回路中产生了感应电动势 从而产生了感应电流 EF 的速度越大 单位时间内通过导体框的磁通量变化越大 从另一个角度来看 感应电流的产生是由于闭合导体的一段 EF 切割磁力线所产生的
电磁学网上课件戚伯云 上图是一直流发电机的原理图,当导体圆盘绕轴以角速度w旋转时,电流计指针发生偏转,w越大, 偏转越厉害
4 电磁学网上课件 戚伯云 上图是一直流发电机的原理图 当导体圆盘绕轴以角速度 w 旋转时 电流计指针发生偏转 w 越大 偏转越厉害
第四章电磁感应 、法拉第电磁感应定律 Michael Faraday (1791-1867) 法拉第通过各种实验,不仅发现了电磁感应现象,而且总结出了电磁感应的共同规律。 当通过导体回路的磁通量随时间发生变化时,回路中就有感应电动势产生,从而产生感应电流。这个磁 通量的变化可以是由磁场变化引起的,也可以是由于导体在磁场中运动或导体回路中的一部分切割磁力 线的运动而产生的。 (一)感应电动势的大小与磁通量变化的快慢有关, (电磁感应现象的实质是磁通量的变化产生感应电动势)。 (二)感应电动势的方向总是企图由它产生的感应电流建立一个附加的磁通量,以阻止引起感应电动 势的那个磁通量的变化。 法拉第实验规律可以用数学公式表示如下:
第四章 电磁感应 5 二 法拉第电磁感应定律 Michael Faraday (1791-1867) 法拉第通过各种实验 不仅发现了电磁感应现象 而且总结出了电磁感应的共同规律 当通过导体回路的磁通量随时间发生变化时 回路中就有感应电动势产生 从而产生感应电流 这个磁 通量的变化可以是由磁场变化引起的 也可以是由于导体在磁场中运动或导体回路中的一部分切割磁力 线的运动而产生的 一 感应电动势的大小与磁通量变化的快慢有关 电磁感应现象的实质是磁通量的变化产生感应电动势 二 感应电动势的方向总是企图由它产生的感应电流建立一个附加的磁通量 以阻止引起感应电动 势的那个磁通量的变化 法拉第实验规律可以用数学公式表示如下