电磁感应定律.docx

定义因磁通量变化产生感应电动势的现象（闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁 感线的运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫 电磁感应这是在1831年迈克 尔.法拉第发现电磁感应现象的基础上总结得到的闭合电路的一部分导体在 磁场中做切割磁感线运动，导体中就会产生 电流这种 现象叫电磁感应现象产生的电流称为感应电流这是初中物理课本为便于学生理解所定义的电磁感应现象， 不能全面概括电磁感 现象：闭合线圈面积不变，改变磁场强度，磁通量也会改变，也会发生电磁感应现象 所以准确的定义如下： 因磁通量变化产生感应电动势的现象发现者1820年H.C.奥斯特发现电流磁效应后，许多物理学家便试图寻找它的逆效应， 提出了磁能否产生电，磁能否对电作用的问题， 1822年D.F.J.阿喇戈和A.von 洪堡在测量地磁强度时，偶然发现金属对附近 磁针的振荡有阻尼作用1824年，阿喇戈 根据这个现象做了铜盘实验，发现转动的铜盘会带动上方自由悬挂的磁针旋转，但磁 针的旋转与铜盘不同步，稍滞后电磁阻尼和电磁驱动是最早发现的电磁感应现象， 但由于没有直接表现为 感应电流，当时未能予以说明1831年8月，法拉第在软铁环两侧分别绕两个线圈 ，其一为闭合回路，在导线 下端附近平行放置一磁针，另一与电池组相连，接开关，形成有电源的闭合回路。

实 验发现，合上开关，磁针偏转；切断开关，磁针反向偏转，这表明在无电池组的线圈 中出现了感应电流法拉第立即意识到，这是一种非恒定的暂态效应紧接着他做了 几十个实验，把产生感应电流的情形概括为 5类：变化的电流，变化的磁场，运动的恒定电流，运动的磁铁，在磁场中运动的导体，并把这些现象正式定名为电磁感 应进而，法拉第发现，在相同条件下不同金属导体回路中产生的感应电流与导体的 导电能力成正比，他由此认识到，感应电流是由与导体性质无关的感应电动势产生的， 即使没有回路没有感应电流，感应电动势依然存在后来，给出了确定感应电流方向的楞次定律以及描述电磁感应定量规律的法拉第 电磁感应定律并按产生原因的不同，把感应电动势分为动生电动势和感生电动势两 种，前者起源于洛伦兹力，后者起源于变化磁场产生的有旋电场电磁感应现象不应与静电感应［1混淆电磁感应将电动势与通过电路的磁通量联 系起来，而静电感应则是使用另一带电荷的物体使物体产生电荷的方法定律简介电磁感应现象是 电磁学中最重大的发现之一，它显示了电、磁现象之间的相互联系和转化，对其本质的深入研究所揭示的电、磁场之间的联系，对 麦点斯韦电磁场理论的建立具有重大意义。

电磁感应现象在电工技术、电子技术以及电磁测量等方面都 有广泛的应用若闭合电路为一个n匝的线圈，则又可表示为：式中n为线圈匝数，△④为磁通 量变化量，单位 Wb，At为发生变化所用时间，单位为s.£为产生的感应电动势， 单位为V.E = BLV^ e= nBS「疏标计算公式1. ［感应电动势的大小计算公式］1) E = nA0/At (普适公式){法拉第电磁感应定律， E：感应电动势(V)，n：感应线圈匝数，通/At:磁通量的变化率}2) E = BLVsinA(切割磁感线运动)E=BLV中的v和L不可以和磁感线平行，但可 以不和磁感线垂直，其中sinA为v或L与磁感线的夹角 { L:有效长度(m)}3) Em = nBSw (交流发电机最大的感应电动势) {Em:感应电动势峰值}4) E = B(LA2)w/2 (导体一端固定以w旋转切割){3：角速度(rad/s)，V:速度(m /s)}2. 磁通量0 = BS sinA(0:磁通量(Wb),B:匀强磁场的磁感应强度(T),S:正对面积 (m2)}3. 感应电动势的正负极可利用感应电流方向判定{电源内部的电流方向：由负极 流向正极}*4.自感电动势E自=nA0/At = LAI/At { L:自感系数(H)(线圈L有铁芯比无铁芯时 要大)，AI:变化电流，?t:所用时间，AI/At:自感电流变化率(变化的快慢)} 作为两种不同现象的法拉第定律有些物理学家注意到法拉第定律是一条描述两种现象的方程： 由磁力在移动中的电线中产生的动生电动势，及由磁场转变而成的电力所产生的 感生电动势。

就像理查 德费曼指出的那样：所以“通量定则”，指出电路中电动势等于通过电路的磁通量变化率的，同样适用 于通量不变化的时候，这是因为场有变化，或是因为电路移动(或两者皆是) ......但“电路运动”的和是在我们对定则的解释里，我们用了两个属于完全不同个案的定律: “场变化”的我们不知道在物理学上还有其他地方，可以用到一条如此简单且准确的通用原 理，来明白及分析 两个不同的现象理查德.p.费曼？《费曼物理学讲义》感应电流产生的条件1. 电路是闭合且通的2. 穿过闭合电路的磁通量发生变化（如果缺少一个条件，就不会有感应电流产生）.感应电动势的种类：动生电动势和感生电动势动生电动势是因为导体自身在磁场中做切割磁感线运动而产生的感应电动势， 其方向用右手定则判断，使大拇指跟其余四个手指垂直并且都跟手掌在一个平面内，把 右手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，大拇指指向导体运动方向，则其余四指指 向动生电动势的方向动生电动势的方向与产生的感应电流的方向相同右手定则确 定的动生电动势的方向符合能量转化与守恒定律感生电动势是因为穿过闭合线圈的磁场强度发生变化产生涡旋电场导致电流定 向运动其方向符合楞次定律。

右手拇指指向磁场变化的反方向，四指握拳，四指方 向即为感应电动势方向法拉第电磁感应定律的重要意义法拉第的实验表明，不论用什么方法，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭 合电路中就有电流产生这种现象称为电磁感应现象，所产生的电流称为感应电流法拉第根据大量实验事实总结出了如下定律：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通变化率成正比感应电动势用£表示，即£ = nA0/At这就是法拉第电磁感应定律电磁感应现象是电磁学中最重大的发现之一，它揭示了电、磁现象之间的相互联 系法拉第电磁感应定律的重要意义在于，一方面，依据电磁感应的原理，人们制造 出了发电机，电能的大规模生产和远距离输送成为可能；另一方面，电磁感应现象在 电工技术、电子技术以及电磁测量等方面都有广泛的应用人类社会从此迈进了电气 化时代麦克斯韦■法拉第方程本节是一段题外话，作用是区分本条目中的“法拉第定律”及麦克斯韦方程组中用 同一个名字的？xE方程于本条目中？xE方程会被称为麦克斯韦■法拉第方程如果 你对此分别不感兴趣的话，可略过本节麦克斯韦于1855年开发出法拉第定律的旋度版本，而贺维塞得则于 1884年将定律重写成旋度方程：其中E和B为电场及磁场？x代表的是旋度？代表的是当方位矢量r不变时的时间偏导 数。

方程的意义是，如果电场的空间依赖在页面上成逆时针方向（经右手定律，得 旋度矢量会从页面指出），那么磁场会因时间而更少指出页面，更多地指向页面（跟 旋度矢量异号）方程跟磁场的 变量有关系故磁场不一定要指向页面，只需向该方 向转动即可本方程（在本条目中被称为麦克斯韦-法拉第方程）最著名的地方在于它是麦克 斯韦方程组中的四条方程之一在麦克斯韦-法拉第方程中，亥维赛用的是 时间偏导数不使用麦克斯韦用过的 时间全导数，而使用时间偏导数，这样做使得麦克斯韦 -法拉第方程不能说明运动电 动势然而，麦克斯韦-法拉第方程很多时候会被直接称为“法拉第定律”在本条目中“法拉第定律”一词指的是通量方程，而“麦克斯韦-法拉第方程”指的则 是亥维赛的旋度方程，也就是现在的麦克斯韦方程组中的那一条实际上电磁感应由能量附着而产生的右手定则简介电磁学中，右手定则判断的主要是与力无关的方向如果是和力有关的则全依靠左手定则即，关于力的用左手，其他的（一般用于判断感生电流方向）用右手定则这 一点常常有人记混，可以发现“力”字向左撇，就用左手；而“电”字向右撇，就用右手） 记忆口诀：左通电右生电操作方法右手平展，使大拇指与其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内。

把右手放入 磁场中，若磁力线垂直进入手心（当 磁感线为直线时，相当于手心面向N极），大拇 指指向导线运动方向，则四指所指方向为导线中感应电流（感生电动势）的方向右手螺旋定则：用右手握螺线管让四指弯向螺线管的电流方向，大拇指所指的 那一端就是通电螺线管的北极直线电流的磁场的话，大拇指指向电流方向，另外四 指弯曲指的方向为磁感线的方向（磁场方向或是小磁针北极所指方向或是小磁针受力 方向）电流元I1di对相距y12的另一电流元I2di的作用力df12为：p0 I1I2di2 x （di1 x y12）df12 = 4n y123式中di1、di2的方向都是电流的方向；丫12是从I1di指向I2di的径矢安培定 律可分为两部分其一是电流元Idi （即上述I1di）在Y （即上述Y12）处产生的磁 场为p0 Idi x ydB = 4n y3这是毕-萨-拉定律其二是电流元Idl （即上述I2di2）在磁场B中受到的作用力 df （即上述df12）为：df = Idi x B运用确定在外磁场中运动的导线内感应电流方向的定则，又称发电机定则也是感应 电流方向和导体运动方向、磁力线方向之间的关系判定法则。

做握手状适用于发电机手心为磁场方向大拇指为物体运动方向手指为电流方向 ~~'确定导体切割磁感线运动时在导体中产生的动生电动势方向的定则右手定则的 内容是：伸开右手，使大拇指跟其余四个手指垂直并且都跟手掌在一个平面内，把右手放入磁场中， 让磁感线垂直穿入手心，大拇指指向导体运动方向，则其余四指指向动生电动势的方向动生电动 势的方向与产生的感应电流的方向相同右手定则确定的动生电动势的方向符合能量转化与守恒定律右手定则也可以视为楞次定律的一种特殊情况应用时注意事项应用右手定则时要注意对象是一段直导线（当然也可用于 通电螺线管），而且速度v和磁场B都要垂直于导线，v与B也要垂直，右手定则能用来判断感应电动势的方向，如用右手发电机定则判断三相异步电动 机转子的感应电动势方向产生右手定则的原因在于，电，磁，质量构成的三维，右手定则代表电维，磁维， 质量信息梯度维在区分右手定则与左手定则的问题上，有四字口诀：左力右感参见左手定则与右手定则[1]电场强度E=F/q F是电场力，q为电荷量 磁感应强度B等等磁感应强度B磁感应强度B可以这样定义，足够小的电流元Idl （I为导线回路中的恒定 电流，dl为导线回路中沿电流方向所取的失量线元）在磁场中所受的力最大方 向时，所受到的最大力dFmax与Idl的比值：B=dFmax/Idl阻抗值Impedance电感的阻抗值是指其在电流下所有的阻抗的总和（复数），包含了交流及直 流的部份，直流部份的阻抗值仅仅是绕线的直流电阻（实部），交流部份的阻抗值 则包括电感的电抗（虚部）。

从这个意义上讲，也可以把电感器看成是〃交流电阻 哭〃 1器 0。