磁场变化产生感应电流2定律法拉第指出
21页1、,第十章,电磁感应,.1 法拉第电磁感应定律,一.电磁感应定律,1.现象,B,v,i,切割磁力线运动,产生感应电流。,导体环,磁场变化,产生感应电流。,2.定律,法拉第指出:不论什么原因使通过回路的磁通量发生变化,回路中均有感应电动势产生,其大小与通过此回路磁通的变化律成正比。,单匝线圈,多匝线圈,相同, 方向:,规定方向:,与B成右手螺旋。,d0 0,d 0 0,与愣次定律比较。,2 动生电动势,动生电动势,=E非dl,非静电力是什么?,上例为多少?,Blv,线圈的动生电动势,n, = B S cos,若线圈为匀速转动:,且 t = 0 = 0,则:,感应电动势的极大值 0,若引出两根导线,见图:,则是发电机的转子。,i,电压、电流曲线。相位差?,3. 感生电动势,B变化,电动势,非静电力?,分析F非:麦克斯韦提出:,E涡,涡旋电场:,对处在其中的电荷有力作用,电力线闭合,非保守场。,例.如图,求。,dl,取单位正电荷,位移dl,则有:,例.如图,求线圈的。,解:在线圈上取面元ds,如图:,dr,ds,则:dS = bdr d = B dS =Bbdr,二.涡电流,块状金属处在交变磁
2、场中或在磁场中运动时,在其体内会有感应电流产生,这种电流在金属体内自成回路,称为涡电流,其强度一般很大。,高频感应冶金炉:利用涡电流的焦耳热进行冶炼。,变压器的铁芯为何做成片状?,3. 自感与互感,一.自感现象 回路电流变化而在回路自身激起感应电动势的现象。,设回路电流为 I,则有:B I I, = L I,L自感系数,取决于回路形状、周围介质。,若回路、介质不变:,“”的意义 ? L 电磁惯性的量度,例 计算长直螺线管的 L。设管长为l,半径为R,总匝数为N, 充满的磁介质。,B = n I,N= N B S = N n I S = L I,单位?,(H、mH),二.互感,1.现象,2.互感电动势 (设回路形状、位置、介质不变。),21= M21I1,线圈1在线圈2的磁通,线圈2在线圈1的磁通,12= M12I2,M12与M21仅与回路形状、位置、介质有关。,且:M12 = M21,21,12,6 磁场能量,电磁转换:,两边乘以 I dt,再积分,设 t = 0 时,I = 0 ; t = t0 时 ,I = I0,I,则有:,线圈储存的磁能,闭合开关,2.磁能密度,以螺线管为例:,2.磁场能量,对任意磁场,电磁场与电磁波,1 位移电流与磁场的环路定理,一.位移电流,如图,电容器充电:传导电流在极板处中断,但磁场仍存在。,I,B,电容器内的B由何产生?,分析:电容器极板上, i = dq/dt = s d/dt,而 E = /0 则: d= 0dE,实质是电通量的变化率。,由此可见: B变化E E变化B,二.安培环路定理,电位移通量的变化率,称为位移电流,磁效应与传导电流等效。,2 麦克斯韦方程组,描述电磁场规律的方程组。预言了电磁波的存在。1886年由赫兹实验证实。,电磁波:变化的电磁场在空间传播。 1.产生: 电磁振荡 见图:,电磁能量相互转换,电路中产生周期性电流,电容器极板内产生交变电磁场。,3 电磁波,2.发射 将C打开,即可发射。 见图:,C、L小,则发射的电磁波频率较高。,C:减小面积 L:减小匝数,3.性质:波源与波的频率相同。 横波,EB,且传播方向。 波速:真空:光速。 4.电磁波谱 见教材P370图1212,
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