电磁感应的原理(一)
电磁感应现象原理
电磁感应现象原理电磁感应是指导体在磁场中运动时所产生的感应电动势的现象。
这一现象是由物理学家迈克尔·法拉第在1831年首次观察到的,他发现当导体相对于磁场运动时,会在导体中产生电流。
这一发现对电磁学领域产生了深远的影响,也为后来的发电机、变压器等电气设备的发展奠定了基础。
电磁感应现象的原理可以用法拉第电磁感应定律来描述。
该定律表明,当导体相对于磁场运动或者磁场发生变化时,导体中会产生感应电动势,从而产生感应电流。
这一定律可以用数学公式来表示为,感应电动势ε=-dΦ/dt,其中ε表示感应电动势,Φ表示磁通量,t表示时间。
这一定律表明,感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比,而与导体本身的性质无关。
在实际应用中,电磁感应现象被广泛应用于发电机、变压器、感应加热等领域。
其中,发电机是利用电磁感应现象将机械能转化为电能的设备。
通过旋转磁场和导体之间的相对运动,可以在导体中产生感应电动势,从而产生电流。
而变压器则是利用电磁感应现象实现电压的升降,从而实现电能的传输和分配。
感应加热则是利用感应电流在导体中产生的热量,实现对导体的加热。
除了在电气设备中的应用,电磁感应现象还在日常生活中有着许多应用。
例如,无线充电技术就是利用电磁感应原理,通过感应线圈在电磁场中的相对运动来实现对电池的无线充电。
此外,感应灶也是利用感应加热技术,通过在感应线圈中产生感应电流来实现对锅具的加热。
总的来说,电磁感应现象是电磁学领域中一项重要的基础现象,它不仅在电气设备中有着广泛的应用,也在日常生活中发挥着重要作用。
通过对电磁感应现象的深入理解,我们可以更好地利用这一现象,推动电气技术的发展,提高生活质量。
电磁感应的原理
电磁感应的原理电磁感应是电磁学中的重要概念,它描述了一种通过物体内部的电流或磁场产生感应电流或感应电动势的现象。
电磁感应的原理被广泛应用于各个领域,如发电机、电动机、变压器等。
本文将深入探讨电磁感应的原理及其应用。
一、法拉第电磁感应定律电磁感应的基础理论是法拉第电磁感应定律,由英国科学家迈克尔·法拉第于1831年提出。
法拉第电磁感应定律表明,当磁通量变化时,会在闭合的线圈中产生感应电动势。
具体而言,如果一个线圈被置于一个磁场中,当磁场的磁通量发生变化时,线圈中就会产生感应电动势。
磁通量的变化可以通过改变磁场的强度、面积或者改变磁场与线圈之间的角度来实现。
根据法拉第电磁感应定律,感应电动势的大小与磁通量的变化速率成正比。
如果磁通量的变化速率较快,感应电动势就会比较大。
当磁通量不变时,感应电动势为零。
二、电磁感应的应用1. 发电机发电机是利用电磁感应原理将机械能转换为电能的设备。
其基本原理是利用一个旋转的线圈在磁场中,通过线圈与磁场之间的相对运动产生感应电动势。
感应电动势使电子在线圈中流动从而产生电流,实现了能源转换。
2. 变压器变压器是利用电磁感应原理改变交流电的电压和电流的设备。
它由两个线圈组成,分别为初级线圈和次级线圈。
当初级线圈中通入变化的电流时,会在次级线圈中产生感应电动势,从而改变电流的大小和方向。
3. 感应加热感应加热是利用电磁感应原理将电能转换为热能的技术。
通过感应加热装置中的线圈通入高频交流电,产生的高频交变磁场使金属物体产生涡流,从而产生热量。
感应加热具有加热速度快、效率高等优点,在工业生产中得到广泛应用。
三、电磁感应的实验为了验证电磁感应的原理,可以进行一系列的实验。
1. 旋转磁铁实验将一个磁铁固定在转轴上,使其能够自由旋转。
在磁铁附近放置一个有线圈的实验器材。
当旋转磁铁时,磁场的磁通量发生变化,从而在线圈中产生感应电动势,使灯泡发光。
2. 北极与线圈实验将一个有线圈的实验器材靠近一个磁铁的北极。
电磁感应原理是什么
电磁感应原理是什么电磁感应原理电磁感应现象是指放在变化磁通量中的导体,会产生电动势。
此电动势称为感应电动势或感生电动势,若将此导体闭合成一回路,则该电动势会驱使电子流动,形成感应电流(感生电流)迈克尔·法拉第是一般被认定为于1831年发现了感应现象的人,虽然Francesco Zantedeschi1829年的工作可能对此有所预见。
重要实验:在一个空心纸筒上绕上一组和电流计联接的导体线圈,当磁棒插进线圈的过程中,电流,电磁感应计的指针发生了偏转,而在磁棒从线圈内抽出的过程中,电流计的指针则发生反方向的偏转,磁棒插进或抽出线圈的速度越快,电流计偏转的角度越大.但是当磁棒不动时,电流计的指针不会偏转。
对于线圈来说,运动的磁棒意味着它周围的磁场发生了变化,从而使线圈感生出电流.法拉第终于实现了他多年的梦想——用磁的运动产生电!奥斯特和法拉第的发现,深刻地揭示了一组极其美妙的物理对称性:运动的电产生磁,运动的磁产生电。
不仅磁棒与线圈的相对运动可以使线圈出现感应电流,一个线圈中的电流发生了变化,也可以使另一个线圈出现感应电流。
将线圈通过开关k与电源连接起来,在开关k合上或断开的过程中,线圈2就会出现感应电流. 如果将与线圈1连接的直流电源改成交变电源,即给线圈1提供交变电流,也引起线圈出现感应电流. 这同样是因为,线圈1的电流变化导致线圈2周围的磁场发生了变化。
电磁感应会出现哪些现象(1)电磁感应现象:闭合电路中的一部分导体做切割磁感线运动,电路中产生感应电流。
(2)感应电流:在电磁感应现象中产生的电流。
(3)产生电磁感应现象的条件:①两种不同表述a.闭合电路中的一部分导体与磁场发生相对运动b.穿过闭合电路的磁场发生变化②两种表述的比较和统一a.两种情况产生感应电流的根本原因不同闭合电路中的一部分导体与磁场发生相对运动时,是导体中的自由电子随导体一起运动,受到的洛伦兹力的一个分力使自由电子发生定向移动形成电流,这种情况产生的电流有时称为动生电流。
电磁感应电磁感应的原理与实验
电磁感应电磁感应的原理与实验电磁感应:电磁感应的原理与实验电磁感应是电磁学中的重要概念,它是指通过磁场的变化而产生感应电动势的现象。
电磁感应的原理是基于法拉第电磁感应定律,即磁场的变化可以引起电场的变化。
在本文中,我们将讨论电磁感应的基本原理,并介绍一些与电磁感应相关的实验。
一、电磁感应的原理电磁感应的原理可以用法拉第电磁感应定律来描述。
法拉第电磁感应定律表示了磁场的变化与感应电动势之间的关系。
它可以用以下公式表示:ε = -dΦ/dt其中,ε代表感应电动势,Φ代表穿过一个闭合线路的磁通量,dt 代表时间的微小变化。
根据法拉第电磁感应定律,当穿过闭合线路的磁通量发生变化时,闭合线路中就会产生感应电动势。
这个感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比。
如果磁通量增加,则感应电动势为正;而如果磁通量减少,则感应电动势为负。
二、电磁感应的实验1. 用磁铁和线圈进行实验在这个实验中,我们需要一个磁铁和一个线圈。
首先,将磁铁靠近线圈的一端。
当移动磁铁时,线圈中将会产生电流。
这是因为磁铁的运动改变了穿过线圈的磁通量,从而引发了感应电动势。
可以通过连接一台数码示波器或者电压表来测量线圈中的感应电动势和电流大小。
通过实验可以验证,当磁铁静止时,线圈中不存在感应电流;而当磁铁运动时,线圈中将会产生感应电流。
2. 用变化的磁场强度进行实验在这个实验中,我们需要一个线圈和一个交流电源。
将线圈连接到交流电源上,并改变电流的强度。
当电流强度发生变化时,线圈内部将会产生变化的磁场,从而引发感应电动势。
通过连接一个电压表或示波器,可以测量线圈中的感应电动势和电流大小。
根据实验结果,当改变电流强度时,线圈中产生感应电动势和电流。
三、电磁感应的应用电磁感应的原理和实验在许多实际应用中都得到了广泛的运用。
以下是一些常见的应用:1. 发电机:发电机利用电磁感应原理将机械能转化为电能。
通过转动磁场和线圈的相对运动,就可以产生感应电动势和电流。
电磁感应原理:磁场如何引起电流产生
电磁感应原理:磁场如何引起电流产生
电磁感应是一种通过磁场引起电流产生的现象,它是由迈克尔·法拉第于1831年首次发现的。
电磁感应的基本原理是磁场的变化可以产生感应电流。
以下是电磁感应的主要原理:
1. 法拉第电磁感应定律:
法拉第电磁感应定律描述了磁场的变化如何引起感应电流。
该定律的表述如下:
当磁场相对于一个导体线圈有变化时,就会在线圈中产生感应电动势。
这个感应电动势的大小与磁场变化的速率成正比。
2. 磁通量:
磁通量是衡量磁场穿过一个表面的量。
它的大小取决于磁场的强度
和表面的面积,用符号Φ表示。
Φ
=
B
⋅
B
Φ=B⋅A
其中,Φ是磁通量,B是磁场的强度,A是表面的面积。
3. 感应电动势的产生:
当磁场相对于导体线圈发生变化,导体内的磁通量也会随之变化。
根据法拉第电磁感应定律,这种变化会在导体中引起感应电动势。
4. 右手定则:
右手定则描述了电流和磁场之间的关系。
当右手的拇指指向磁场方向,食指指向电流方向,中指指向导体的运动方向时,中指所表示的方向即为感应电动势的方向。
5. 感应电流的产生:
感应电动势的产生导致了感应电流的流动。
这个电流的方向由右手定则决定。
6. 应用:
电磁感应是许多电器和设备的基础,如变压器、电动发电机等。
变压器通过电磁感应来改变电压,电动发电机则是通过旋转导体在磁场中产生感应电动势,进而产生电流。
电磁感应原理的重要性在于它为电力工程和电子设备提供了基础,使得能量的转换和传输成为可能。
电磁感应的物理原理及应用
电磁感应的物理原理及应用一、物理原理电磁感应是一种现象,当一个电流通过导线时,会产生磁场。
而当导线处于磁场中移动时,会产生感应电流。
这个现象称为电磁感应。
电磁感应的基本原理是:当导体相对于磁场发生相对运动时,磁场的变化将在导体中产生感应电流。
有两个基本定律与电磁感应相关:1.法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是描述磁场变化导致感应电流产生的定律。
它表明,当导体回路中的磁通量发生变化时,沿回路产生的感应电动势的大小与磁通量变化率成正比。
根据法拉第电磁感应定律可以得到一个重要的公式:ε = - dΦ/dt其中,ε表示感应电动势,dΦ/dt表示磁通量的变化率。
负号表示感应电动势的方向与磁场变化的方向相反。
2.楞次定律楞次定律描述了电流的产生和方向。
它规定了当磁通量变化时,产生的感应电流会产生一个磁场,该磁场的方向与原来磁场的方向相反。
楞次定律可以根据实验可得一个定性规律:感应电流的磁场总是阻碍产生它的磁通量变化。
二、应用电磁感应在许多领域都有广泛的应用。
以下是一些主要的应用领域:1.发电电磁感应是发电机的基本原理。
通过利用电磁感应,将机械能转化为电能。
当转子旋转时,导线在磁场中移动,产生感应电流。
这种感应电流通过导线和交流或直流电源连接,从而将机械能转化为电能。
2.感应加热电磁感应加热利用感应电流在导体中产生的热量。
当导体放入一个交变电流的磁场中,导体中感应电流产生阻力,进而产生热量。
这种加热方式通常用于工业加热和炉子。
3.变压器变压器是利用电磁感应原理工作的,使用两组线圈,通过互相感应电流变化来改变电压。
变压器用于改变交流电的电压,使其适合在不同的电力系统中传输和使用。
4.感应电动机感应电动机是在旋转磁场中工作的电机。
感应电动机基于电磁感应原理,通过感应电流产生旋转磁场。
这种电动机结构简单,可靠性高,广泛应用于各个领域。
5.感应传感器感应传感器利用电磁感应原理来检测和测量物理量。
例如,电磁流量计使用电磁感应原理来测量液体的流量。
电磁感应实验的原理
电磁感应实验的原理
电磁感应实验的原理是基于法拉第电磁感应定律。
根据这个定律,当导体中的磁通量发生变化时,会在导体中产生感应电动势。
具体而言,当磁场的强度或导体的位置、面积发生变化时,导体中就会产生感应电流。
在电磁感应实验中,通常使用一个可变磁场源和一个闭合回路的导体。
当磁场的强度变化时,导体中会产生感应电动势。
若闭合回路上存在一负载电阻,则可观察到流过负载电阻的感应电流。
在实验中,可以通过改变磁场的强度、方向或者改变导体和磁场的相对运动来引发磁通量的变化。
常用的实验方法有:改变导体和磁场相对运动的速度,如通过旋转磁铁或移动导体;改变磁场的强度,如通过改变线圈的电流或改变磁铁的磁场强度。
在实验中,我们可以利用安培计或示波器等仪器,测量产生的感应电流的大小和方向。
从实验结果可以验证法拉第电磁感应定律,并进一步研究磁场和电动势的关系。
总结起来,电磁感应实验的原理是通过改变磁场强度或导体和磁场的相对运动来产生磁通量的变化,进而在导体中产生感应电动势和感应电流。
电磁感应的原理及应用
电磁感应的原理及应用电磁感应是电磁学中的一个基本概念,它描述了电流在电磁场中引起的电磁现象。
本文将介绍电磁感应的原理,并探讨一些实际应用。
一、电磁感应的原理电磁感应是指通过磁场的变化引起的电场的变化,或者通过电场的变化引起的磁场的变化。
据法拉第电磁感应定律,当导体中的磁通量发生变化时,将会在导体两端产生感应电动势。
电磁感应的原理可以用以下公式表示:ε = -dΦ/dt其中,ε表示感应电动势,Φ表示磁通量,t表示时间。
二、电磁感应的应用1. 发电机发电机就是一种将机械能转化为电能的装置,其核心原理就是电磁感应。
通过不断旋转的磁场相对于线圈,可以产生感应电动势,从而生成电能。
发电机广泛应用于发电厂、风力发电、水力发电等领域。
2. 变压器变压器是通过电磁感应原理工作的电气设备,用于改变交流电的电压和电流大小。
它由两个线圈和铁芯组成。
当一个线圈中通电时,产生的磁场会感应另一个线圈中的感应电动势,从而实现电能的传输和变压。
变压器应用广泛,常见于电力输配电系统和各种电子设备。
3. 电感传感器电感传感器是一种利用电磁感应原理测量和监测物理量的装置。
通过将被测量物理量与电感耦合,使得物理量的变化能够引起感应电动势的变化。
在工业控制、环境监测、医疗设备等领域中,电感传感器被广泛应用于测量温度、压力、位移等。
4. 感应加热感应加热是利用电磁感应原理加热物体的一种方法。
通过在高频交流电源中通电产生的高频电磁场,感应加热可以快速加热金属物体。
这种加热方式操作简单、效率高,广泛应用于金属熔炼、淬火、电焊等领域。
5. 磁浮列车磁浮列车是一种基于电磁感应原理的交通工具。
通过在轨道上安装电磁线圈,产生的磁场与列车底部悬挂的磁体相互作用,实现悬浮和推动。
磁浮列车具有高速、无摩擦、低噪音等优势,被视为未来城市交通发展的方向。
6. 电磁炉电磁炉是一种利用电磁感应原理加热食物的厨房设备。
通过在炉底放置线圈,产生的高频电磁场能够感应加热锅底,从而实现快速加热。
电磁感应的工作原理及应用
电磁感应的工作原理及应用一、电磁感应的基本原理电磁感应是一种由变化磁场引起的电场感应,或者由变化电场引起的磁场感应的现象。
它是通过磁场线剪切导线,使导线内的自由电子受到力的作用而产生感应电流。
电磁感应的基本原理可以总结为以下几点:1.法拉第定律:法拉第定律指出,只要导线在磁感线剪切的过程中发生变化,就会在导线两端产生感应电动势。
感应电动势的大小与感应磁场的变化速率成正比。
2.洛伦兹力:洛伦兹力是由磁场对运动电荷的作用而产生的力。
当导线中有电流流过时,由于磁场的存在,导线上的自由电子受到力的作用,从而产生电磁感应。
二、电磁感应的应用1. 发电机发电机是利用电磁感应的原理将机械能转化为电能的设备。
发电机的基本工作原理是通过转动的磁场使导线产生电动势,并在导线上产生感应电流。
发电机在发电厂和各种机械设备中都有重要的应用,是现代工业和生活中不可或缺的设备。
2. 变压器变压器是利用电磁感应原理而工作的一种设备,用于改变交流电的电压。
变压器由两个或多个线圈组成,通过变换磁场的方式将电能从一个线圈传递到另一个线圈。
变压器广泛应用于电力系统和电子设备中,用于电压调节和输电。
3. 感应炉感应炉是一种利用电磁感应加热的设备。
感应炉通过感应线圈产生高频磁场,并将能量传递给在其内部放置的导体,从而使导体发热。
感应炉在工业生产中广泛应用于金属加热、熔炼和处理等领域。
4. 电磁传感器电磁传感器是利用电磁感应的原理将物理量转化为电信号的设备。
常见的电磁传感器有磁力计、电磁流量计、电磁温度传感器等。
它们通过感应磁场的变化,测量和检测各种物理量,并将其转化为电信号进行处理和控制。
5. 感应加热感应加热是利用电磁感应原理将电能转换为热能的过程。
感应加热通过感应线圈产生的高频电磁场使导体内部的自由电子产生运动,并产生热量。
感应加热广泛应用于工业加热、熔炼、焊接和烘烤等领域。
6. 感应电磁波炉感应电磁波炉是一种利用电磁感应加热的厨房设备。
自然界中的电磁感应现象
自然界中的电磁感应现象电磁感应是一种自然界中非常普遍的现象。
无论是我们日常生活中的一些常见场景,还是科技发展中的众多应用,都离不开电磁感应的原理。
让我们一起探索自然界中的电磁感应现象,看看它们是如何影响我们的生活的。
一、电磁感应的基本原理电磁感应是由电流和磁场之间的相互作用产生的。
当磁场穿过一个闭合回路时,回路中就会产生感应电流。
同样地,当一个导体中有电流通过时,就会产生一个磁场。
这种互相作用的现象称为电磁感应。
二、发电机和电动机电磁感应在发电机和电动机中起着重要的作用。
发电机利用磁场与线圈之间的相互作用来转换机械能为电能。
当导体线圈旋转时,通过与磁场相互作用产生的电磁感应,就能够产生交流电。
而电动机则正好相反,它利用电能转换为机械能。
当电流通过线圈时,通过与磁场相互作用产生的力,可以驱动线圈旋转。
三、变压器变压器也是基于电磁感应原理的一种设备。
它通过两个线圈的相互作用来改变电压的大小。
变压器有两个线圈,一个称为初级线圈,另一个称为次级线圈。
当交流电通过初级线圈时,由于电磁感应,会在次级线圈中产生电流。
根据线圈的匝数比,我们可以获得不同的电压。
四、电磁感应和无线充电无线充电技术是一种近年来快速发展的技术。
它利用电磁感应原理,将电能通过磁场传输。
例如,将手机放在无线充电器上,它就可以通过磁场感应到电能,并将电能转换为电流,从而为手机充电。
这种技术不仅方便,而且可以减少电线的使用,减少对环境的影响。
五、电磁感应和感应炉感应炉是一种利用电磁感应原理进行加热的设备。
它通过感应盘中的交流电产生的磁场,使锅具内部的材料加热。
感应炉具有快速、高效、环保等优点。
在厨房中,感应炉也成为了一种越来越受欢迎的烹饪设备。
六、电磁感应和磁悬浮技术磁悬浮技术是一种运用电磁感应原理实现的技术。
通过在车辆和轨道之间产生磁场,可以使车辆实现悬浮运行。
这种技术不仅可以提高列车的速度和安全性,还能减少能耗和环境污染。
因此,磁悬浮技术在高速铁路领域得到了广泛的应用。
电磁感应的应用与原理
电磁感应的应用与原理电磁感应是指由于磁通量的改变而产生感应电流的现象。
这一物理现象不仅具有理论意义,更有着广泛的应用领域。
本文将探讨电磁感应的原理以及其在实际生活中的应用。
一、电磁感应的原理电磁感应的原理可以通过法拉第电磁感应定律来描述。
该定律表明,当一个磁场通过一个导线回路时,若磁通量发生变化,就会在导线中产生感应电流。
对于一个闭合回路,根据法拉第电磁感应定律,导线中感应电流的大小与磁通量的变化率成正比。
具体来说,当磁通量增加时,感应电流的方向与磁场的变化相反;而当磁通量减小时,感应电流的方向与磁场的变化相同。
这种感应电流的产生使得导线周围形成了一个磁场,从而达到了将电能转换为磁能或磁能转换为电能的目的。
二、电磁感应的应用1. 发电机发电机是电磁感应的最主要应用之一。
发电机内部通过旋转的磁场和导线线圈之间的相互作用,产生感应电流从而实现电能的转换。
在电力系统中,发电机是将机械能转换为电能的核心设备。
2. 电磁铁电磁铁是由电源、导线线圈和铁芯组成的装置。
当电流通过导线线圈时,会形成一个磁场,使铁芯磁化,从而使铁芯产生吸附效果。
电磁铁在各行各业都有广泛的应用,如电磁起重机、电磁制动器等。
3. 变压器变压器是利用电磁感应原理来改变交流电电压的装置。
它由两个或多个线圈组成,线圈通过铁芯相互连接。
当输入线圈中的电流发生变化时,通过电磁感应作用,会使输出线圈中的电流和电压发生相应改变,从而实现电能的调节和传输。
4. 感应加热感应加热是一种通过电磁感应产生热能的方法。
利用感应加热可以快速、高效地加热金属和其他导电材料,被广泛应用在工业加热、熔炼和焊接等领域。
5. 磁悬浮列车磁悬浮列车是一种基于电磁感应原理实现悬浮和驱动的高速交通工具。
通过电磁感应产生的磁力使列车浮在轨道上,并通过改变磁场的方向和大小来驱动列车运动,具有高速、低噪音和低摩擦等优点。
6. 感应传感器感应传感器是利用电磁感应原理来进行测量和检测的设备。
电磁感应的原理(一)
电磁感应原理:一、什么是电磁感应?电生磁、磁生电,这就是电磁感应。
1、电生磁:图1.1所示就是一个电生磁的实例图1.1 图1.2在一只铁钉上面用导线绕了一个线圈,当把线圈的两端分别连接在一个电池的正极和负极时,电流就会经由线圈流过,这时铁钉就具有了吸引铁屑的能力,铁钉就有了磁性,图1.1所示。
此时把连接于电池的导线取消,流过线圈的电流被切断,铁屑有都离开铁钉,掉落下来,铁钉又失去了磁性,图1.2所示。
因为线圈有电流流过而产生了磁性,因为线圈的电流被切断停止了电流的流过,又失去了磁性,这就是电生磁的现象。
图1.3 图1.4既然导体流过电流就能产生磁,那么电流流动的方向和磁极(N极S极)的方向有什么关系呢?。
在电工原理的概念中,有一个著名的定则“右手螺旋定则”(也称“安培定则”),就是依据右手握拳,拇指伸直这种手的形态;来判断磁场的方向。
也就是根据导体或者线圈内部电流的方向来判断磁场的方向:图1.3所示;这是一个闭合的回路,图中电流由电池的正极经过线圈流向负极,线圈上箭头方向是电流的方向,线圈内部产生磁力线的方向是左边是S极、右边是N极,这正好和图1.4所示的右手握拳,拇指伸直这种手的形态相吻合,即;右手四指所指是电流的方向,伸直拇指所指是磁场N极的方向(也就是磁力线的指向)。
同样通电的直导线的周围也会产生以导线为圆心的同心圆磁场,图1.5所示。
这个直导线流过电流的磁场和磁场的方向也可以采用右手握拳,拇指伸直这种手的形态来判断:如图1.6所示;右手握通电的直导线,拇指是电流的方向,握拳的四指就是围绕直导线磁场的方向。
图1.5图1.6结论:导体通过电流就会产生磁场,并且磁场的方向和电流的方向有关。
2、磁生电图1.7是自行车发电机的构造原理图;图1.7 图1.8在图1.7中,中间有标有N S极的是一个圆形永久磁铁,其磁力线的分布是从N(北极)极指向S(南极)极,图中有箭头的虚线是磁场磁力线的分布图。
在圆形永久磁铁的两边分别有两个串联在一起的线圈,由于线圈靠近永久磁铁,线圈也置身于磁场中;磁力线从线圈中穿过。
电磁感应的原理和计算知识点总结
电磁感应的原理和计算知识点总结电磁感应是电磁学的一个重要概念,描述了磁场变化产生的电场和电流变化产生的磁场之间的相互作用。
它是现代电子技术中许多重要原理和应用的基础之一。
本文将介绍电磁感应的原理和相关的计算知识点。
一、电磁感应的原理电磁感应的原理由法拉第电磁感应定律和楞次定律组成。
法拉第电磁感应定律规定了磁场的变化引起感应电动势的产生,表述为:NΦ = -dΦ/dt其中,N是线圈的匝数,Φ是磁通量,t是时间。
该定律说明,只有当磁通量的变化率发生变化时,才会产生感应电动势。
楞次定律是基于能量守恒原理,它规定了感应电动势引起的感应电流会产生一个磁场,该磁场的方向使得其本身的磁通量随之减小。
这一定律表述为:ε = -dΦ_B/dt其中,ε是感应电动势,Φ_B是由感应电流产生的磁通量。
这一定律说明,感应电动势的产生是为了减小感应电流产生的磁通量。
二、电磁感应的计算知识点1. 磁通量的计算磁通量Φ是磁场穿过给定区域的总磁场量。
在匀强磁场中,磁通量的计算公式为:Φ = B * A * cosθ其中,B是磁场强度,A是被磁场穿过的面积,θ是磁场与法线方向的夹角。
2. 感应电动势的计算感应电动势ε可以通过法拉第电磁感应定律计算得出,即:ε = -dΦ/dt其中,dΦ/dt是磁通量随时间的变化率。
根据问题的具体情况,可以采用不同的数值或函数形式来计算磁通量的变化率。
3. 感应电流的计算感应电流可以通过楞次定律计算得出,即:ε = -dΦ_B/dt其中,dΦ_B/dt是由感应电流产生的磁通量随时间的变化率。
根据具体情况,可以选择不同的表达式或计算方法。
4. 互感和自感的计算互感和自感是电磁感应中常见的概念。
互感描述了两个线圈之间产生的感应电动势和磁通量之间的关系,而自感描述了一个线圈自身产生的感应电动势和磁通量之间的关系。
它们可以通过相关的公式来计算,例如:互感M = ε_(12) / (I_1 * dt) = ε_(21) / (I_2 * dt) = k * sqrt(L_1 * L_2)自感L = ε / (I * dt)其中,ε_(12)和ε_(21)分别是两个线圈之间的感应电动势,I_1和I_2分别是两个线圈中的电流强度,k是互感系数,L_1和L_2分别是两个线圈的自感系数。
电磁感应的原理
电磁感应的原理电磁感应是电磁学中一个重要的概念,它描述了电磁场和导体之间相互作用的过程。
电磁感应的原理最早由法拉第发现,并被总结为法拉第电磁感应定律。
本文将详细介绍电磁感应的原理及其应用。
1. 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是描述电磁感应现象的基本规律。
根据法拉第电磁感应定律,当磁场发生变化时,导体中会产生感应电动势。
具体来说,当导体相对于磁场发生运动或者磁场强度发生变化时,就会在导体中产生感应电动势。
这个感应电动势的大小与磁场的变化速率以及导体的几何形状有关。
2. 电磁感应的原理电磁感应的原理可以用以下几个方面来解释。
首先,磁场和电荷之间存在相互作用力,即洛伦兹力。
当导体中的自由电子受到洛伦兹力的作用时,就会发生导体中的电流。
其次,导体中的电流会产生磁场。
当外磁场的变化引起导体内部磁场的变化时,就会产生感应电动势。
3. 电磁感应的应用电磁感应的原理在很多实际应用中都发挥着重要作用。
以下列举几个典型的应用案例。
3.1 发电机电力发电中常用的发电机就是基于电磁感应原理工作的。
发电机中的转子通过机械能驱动,使得磁场发生变化,从而在线圈中产生感应电动势。
通过外部电路将产生的电流收集起来,就可以得到电能。
3.2 变压器变压器也是利用电磁感应原理来工作的。
变压器中的线圈通过变化的磁场,在另一个线圈中感应出电动势,从而实现电压的升降。
变压器在电能的传输和分配过程中起着重要的作用。
3.3 感应炉感应炉是利用电磁感应原理来加热材料的设备。
通过感应炉产生的交变磁场,使得导体中产生涡流,从而产生热 energy。
感应炉广泛应用于冶金、熔炼和工业加热领域。
4. 电磁感应与电动势的关系电磁感应过程中产生的感应电动势与其它电路中的电动势有类似的性质,比如可以驱动电流的产生。
电磁感应产生的感应电动势既可以是直流电动势,也可以是交流电动势,取决于磁场和导体的运动方式。
5. 总结电磁感应的原理总结起来就是:当导体相对于磁场发生运动或者磁场强度发生变化时,就会在导体中产生感应电动势。
电磁感应与法拉第电磁感应定律
电磁感应与法拉第电磁感应定律电磁感应是指当导体在磁场中运动或磁场的强度发生变化时,导体内会产生感应电流的现象。
而法拉第电磁感应定律则是描述了电磁感应现象的定律。
本文将就电磁感应与法拉第电磁感应定律进行探讨。
一、电磁感应的基本原理电磁感应是基于两个基本原理:1.1 磁感线与导线互作用原理当导体以一定速度与磁场垂直交互时,导体内将会产生感应电流。
这是因为磁感线切割导线产生的磁通量发生变化,从而产生感应电动势。
1.2 磁感线与导体共线运动原理当导体与磁场共线且互相运动时,磁感线会与导体内的自由电子相互作用,从而导致自由电子发生偏移,形成感应电荷和感应电流。
二、法拉第电磁感应定律的表达式法拉第电磁感应定律是由英国科学家迈克尔·法拉第于1831年提出的。
根据法拉第电磁感应定律,感应电动势的大小与发生感应电流的导线速度、导线长度以及磁场强度有关。
2.1 法拉第电磁感应定律的第一种形式当导体以速度v与磁感线垂直交互时,产生的感应电动势E与导体长度l、磁感应强度B以及导体的运动速度v成正比。
具体表达式可表示为:E = Blv。
2.2 法拉第电磁感应定律的第二种形式当导体以速度v与磁感线共线且互相运动时,在导体两端会产生感应电动势E。
感应电动势E与导体长度l、磁感应强度B以及导体的运动速度v成正比。
具体表达式可表示为:E = -Blv。
其中,负号代表了感应电流的方向与磁场方向相反。
三、法拉第电磁感应定律的应用法拉第电磁感应定律是电磁感应的重要定律,并且在实际应用中起到了重要作用。
以下是法拉第电磁感应定律的几个应用:3.1 电磁感应可用于发电根据法拉第电磁感应定律,当导体以一定速度与磁场垂直交互时,可以产生感应电动势。
利用这一原理,可以建造发电机将机械能转化为电能,如水力发电厂中的水轮发电机以及燃气轮机发电厂中的旋转发电机。
3.2 电磁感应可用于变压器变压器是利用电磁感应原理来调整电压的电器设备。
变压器包括一个主线圈和一个副线圈,通过在主线圈中通过交流电流来产生变化的磁场,从而在副线圈中产生感应电动势,并实现电压调节。
电磁感应的原理
电磁感应的原理电磁感应现象是指当导体在磁场中运动或磁场本身发生变化时,导体中会产生电动势,从而在闭合电路中产生电流。
这一现象是由英国物理学家迈克尔·法拉第于1831年首次发现的,是现代电磁学的基础之一。
电磁感应的原理可以用法拉第电磁感应定律来描述。
这个定律表明,一个闭合电路中的电动势(即感应电动势)与磁通量的变化率成正比。
数学表达式为:E = N(dΦ/dt)其中,E表示感应电动势,N表示线圈的匝数,Φ表示磁通量,t表示时间。
磁通量Φ是指通过一个面积的磁场线的总数。
它可以通过磁场强度B和面积A的乘积来计算,即Φ = B·A。
当磁通量发生变化时,就会在闭合电路中产生感应电动势。
电磁感应现象在我们的生活中有很多应用,例如发电机、变压器、电磁炉等。
发电机就是利用电磁感应原理将机械能转化为电能的设备。
当导体在磁场中运动时,就会产生感应电动势,从而在闭合电路中产生电流。
变压器则是利用电磁感应原理改变交流电的电压。
电磁炉则是利用电磁感应原理产生热能,从而加热食物。
电磁感应的原理是现代电磁学的基础之一,它在我们生活中的应用非常广泛。
通过理解电磁感应的原理,我们可以更好地利用电磁现象为人类服务。
电磁感应的原理电磁感应的原理是现代科技领域中至关重要的基础理论之一,它揭示了电与磁之间的深刻联系。
当磁场中的磁通量发生变化时,会在闭合导体中产生电动势,这一现象称为电磁感应。
电磁感应的发现,不仅推动了电磁学的发展,也为我们带来了众多现代科技产品。
E = N(dΦ/dt)其中,E表示感应电动势,N表示线圈的匝数,Φ表示磁通量,t表示时间。
电磁感应现象在我们的生活中有很多应用。
例如,发电机就是利用电磁感应原理将机械能转化为电能的设备。
当导体在磁场中运动时,就会产生感应电动势,从而在闭合电路中产生电流。
变压器则是利用电磁感应原理改变交流电的电压。
电磁炉则是利用电磁感应原理产生热能,从而加热食物。
电磁感应的原理还帮助我们理解了自然界中的一些现象,如地球磁场的形成、太阳风对地球磁场的影响等。
电磁感应知识点总结
电磁感应知识点总结电磁感应是电磁学中的重要概念,揭示了电流和磁场之间的相互作用关系。
在日常生活和科学研究中,电磁感应的应用十分广泛。
现在,本文将对电磁感应的基本原理和应用进行总结。
一、电磁感应基本原理1. 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是电磁感应的基本原理之一。
它指出,当磁场变化时,磁场线与导线相交,将在导线中产生感应电动势。
这个电动势的大小与磁场变化速率成正比,与导线长度成正比,与导线的角度有关。
2. 楞次定律楞次定律是电磁感应的另一个重要原理。
它规定,在感应电动势产生时,感应电流的方向使其引起的磁场阻碍磁场变化。
这个定律可以用右手定则来判断感应电流的方向。
3. 磁通量磁通量是一个描述磁场穿过某个特定表面的物理量。
它与磁感应强度和表面的夹角有关。
如果磁通量发生变化,就会在导线中产生感应电动势。
二、电磁感应的应用1. 发电机和电动机电磁感应的最重要应用之一是在发电机和电动机中。
发电机通过旋转的磁场和线圈之间的相对运动来产生电流,将机械能转化为电能。
而电动机则是通过通电的导线在磁场中产生力矩,将电能转化为机械能。
2. 变压器变压器是电力系统中常见的设备,它利用电磁感应原理进行能量传递和电压变换。
当交流电通过一对线圈时,由于磁通量的变化,感应电动势在另一组线圈中产生,从而实现电能的传输和变压。
3. 感应炉感应炉是利用电磁感应原理实现材料加热的装置。
在感应炉中,通过涡流效应在导体中产生感应电流,使导体表面产生热量。
感应炉广泛应用于金属加热、熔炼和热处理过程中。
4. 磁悬浮列车磁悬浮列车是一种基于电磁感应原理的交通工具。
它利用线圈产生的磁场与轨道上的磁场相互作用,产生浮力使列车悬浮在轨道上。
磁悬浮列车具有高速、平稳的特点,是未来交通运输的重要发展方向之一。
5. 无线充电电磁感应也被应用在无线充电技术中。
通过在发射装置中产生交变电流,产生变化的磁场,接收装置中的线圈通过感应电动势将电能转化为电流,实现电能的传输和充电。
电磁感应定律
电磁感应定律电磁感应定律是理解电磁学中重要概念之一。
它由英国科学家迈克尔·法拉第于1831年首次提出,并被广泛应用于电动机、发电机、变压器等电磁设备的工作原理解释以及发展。
本文将介绍电磁感应定律的基本原理和应用。
一、电磁感应定律的基本原理电磁感应定律是描述磁场变化引起产生感应电动势的定律,有两个基本原理。
1. 法拉第(Faraday)定律法拉第定律指出:当闭合线圈中的磁通量发生变化时,线圈内将产生感应电动势。
这个电动势的大小与磁通量变化的速率成正比。
具体公式可以表示为:ε = -dΦ/dt其中,ε表示感应电动势,Φ表示磁通量,dt表示时间变化率。
负号表示感应电动势的方向与磁通量变化的方向相反。
2. 伦次(Lenz)定律伦次定律是法拉第定律的补充,描述了感应电流的方向。
伦次定律规定:感应电流的方向总是使其产生的磁场与变化磁场相对抗。
这一规律保证了能量守恒。
例如,在磁通量增加时,感应电流会产生一个磁场,与增加的磁场方向相反。
二、电磁感应定律的应用1. 电动发电机电动发电机是一种将机械能转化为电能的装置。
根据电磁感应定律,当发电机的转子在磁场中旋转时,由于磁通量的变化,在线圈中产生感应电动势。
这个感应电动势通过导线流动,产生电流。
通过闭合回路,这个电流可以用于驱动电器设备。
2. 互感器和变压器互感器和变压器是利用电磁感应定律工作的电磁设备,用于变换电流和电压的大小。
互感器通过线圈的线圈之间的磁耦合,利用感应电流的原理改变电流或电压的大小。
变压器则依靠变换线圈的匝数比例来实现电压的变换。
3. 物理实验电磁感应定律也可以通过物理实验来验证。
例如,我们可以将一根导线放入磁场中,并测量其两端的电压。
当导线与磁场相对运动时,会观察到感应电流在导线中的存在。
这种实验通常被用于教学和科学研究领域。
总结:电磁感应定律是电磁学中重要的基本原理之一。
它描述了磁场变化引起感应电动势的现象,为电磁设备的工作提供了基础。
电磁感应原理
电磁感应原理电磁感应是指当磁场变化时,会在其周围产生电场,从而诱导出感应电动势的现象。
这一原理被广泛应用于电动机、发电机、变压器等电磁设备中。
本文将介绍电磁感应的基本原理以及其在实际应用中的重要性。
1、电磁感应的基本原理电磁感应的基本原理由法拉第电磁感应定律给出,该定律表明当一个导体在磁场中运动或者磁场的强度发生改变时,导体中会产生感应电动势。
这一现象可以通过下式表示:ε = -dφ/dt其中,ε为感应电动势,φ为磁通量,t为时间。
根据这个定律,我们可以得出以下结论:1.1 磁场变化产生感应电动势当磁场的强度发生变化时,导体中会产生感应电动势。
这一变化可以是由于磁场的强度产生改变,也可以是由于导体与磁场相对运动引起的。
1.2 磁场方向变化产生感应电动势如果磁场的方向发生变化,导体中同样会产生感应电动势。
这说明感应电动势的产生不仅与磁场强度有关,还与磁场的方向变化有关。
1.3 磁场变化速率与感应电动势成正比感应电动势的大小与磁场变化的速率成正比,即变化越快,感应电动势越大。
这一结论也符合能量守恒定律,即电磁感应是由于磁场对导体做功而引起的。
2、电磁感应的实际应用电磁感应原理在实际应用中有着广泛的应用,下面将介绍几个常见的应用例子。
2.1 发电机发电机是利用电磁感应原理工作的设备,它将机械能转化为电能。
发电机由转子和定子组成,转子通过一个励磁磁场与定子中的线圈相互作用,使得导线中产生感应电动势。
当转子旋转时,导线中的感应电动势就会形成交流电。
2.2 变压器变压器是利用电磁感应原理调整电压的设备。
它是由两个密封的线圈组成,分别称为初级线圈和次级线圈。
当电流通过初级线圈时,会产生一个变化的磁场,从而引起次级线圈中的感应电动势。
通过调整初级线圈和次级线圈的匝数比例,变压器可以实现电压的升降。
2.3 感应炉感应炉是利用电磁感应原理加热物体的设备。
当感应炉通以高频交流电时,会在炉内产生强烈的交变磁场。
当导体放入炉内时,由于电磁感应,导体内部会发生感应电流。
电磁感应的基本原理、公式及图像分析
电磁感应的基本原理、公式及图像分析1. 电磁感应的基本原理电磁感应现象是指在导体周围存在变化的磁场时,导体中会产生电动势,从而产生电流。
这一现象是由英国物理学家迈克尔·法拉第于1831年发现的,是电磁学的基础之一。
电磁感应现象可以用楞次定律(Lenz’s Law)来解释,楞次定律指出:导体中感应电动势的方向总是这样的,它所产生的电流的磁效应恰好抵消引起感应电动势的磁效应。
换句话说,感应电流的产生是为了阻止磁通量的变化。
2. 电磁感应的公式电磁感应的主要公式是法拉第电磁感应定律,表述为:[ E = - ]•( E ) 是感应电动势(单位:伏特,V)•( _B ) 是磁通量(单位:韦伯,Wb)•( ) 是磁通量随时间的变化率磁通量 ( _B ) 可以用以下公式表示:[ _B = B A () ]•( B ) 是磁场强度(单位:特斯拉,T)•( A ) 是导体所跨越的面积(单位:平方米,m²)•( ) 是磁场线与导体面积法线之间的夹角根据楞次定律,感应电动势 ( E ) 还与感应电流的方向有关,可以用右手法则来确定。
3. 电磁感应的图像分析为了更好地理解电磁感应现象,可以通过图像进行分析。
3.1 磁通量变化图像一个常见的电磁感应图像展示了磁通量随时间的变化。
假设一个矩形线圈在垂直于其平面的均匀磁场中转动,线圈的面积与磁场方向垂直。
当线圈从垂直于磁场方向开始旋转,磁通量 ( _B ) 随着线圈与磁场方向的相对角度的变化而变化。
3.2 感应电动势图像感应电动势 ( E ) 与磁通量变化率 ( ) 成正比。
因此,感应电动势的图像可以表示为磁通量变化图像的导数。
在磁通量-时间图像中,感应电动势的曲线是磁通量曲线的切线,其斜率代表了感应电动势的大小。
3.3 感应电流图像根据欧姆定律,感应电流 ( I ) 等于感应电动势 ( E ) 除以线圈的电阻 ( R )。
因此,感应电流的图像可以由感应电动势的图像向下平移电阻 ( R ) 的值得到。
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电磁感应原理:
令狐采学
一、什么是电磁感应?
电生磁、磁生电,这就是电磁感应。
1、电生磁:图1.1所示就是一个电生磁的实例
图1.1 图1.2
在一只铁钉上面用导线绕了一个线圈,当把线圈的两端分别连接在一个电池的正极和负极时,电流就会经由线圈流过,这时铁钉就具有了吸引铁屑的能力,铁钉就有了磁性,图1.1所示。
此时把连接于电池的导线取消,流过线圈的电流被切断,铁屑有都离开铁钉,掉落下来,铁钉又失去了磁性,图1.2所示。
因为线圈有电流流过而产生了磁性,因为线圈的电流被切断停止了电流的流过,又失去了磁性,这就是电生磁的现象。
图1.3 图1.4
既然导体流过电流就能产生磁,那么电流流动的方向和磁极(N极S极)的方向有什么关系呢?。
在电工原理的概念中,有一个著名的定则“右手螺旋定则”(也称“安培定则”),就是依据右手握拳,拇指伸直这种手的形态;来判断磁场的方向。
也就是根据导体或者线圈内部电流的方向来判断磁场的方向:
图1.3所示;这是一个闭合的回路,图中电流由电池的正极经过线圈流向负极,线圈上箭头方向是电流的方向,线圈内部产生磁力线的方向是左边是S极、右边是N极,这正好和图1.4所示的右手握拳,拇指伸直这种手的形态相吻合,即;右手四
指所指是电流的方向,伸直拇指所指是磁场N极的方向(也就是磁力线的指向)。
同样通电的直导线的周围也会产生以导线为圆心的同心圆磁场,图1.5所示。
这个直导线流过电流的磁场和磁场的方向也可以采用右手握拳,拇指伸直这种手的形态来判断:
如图1.6所示;右手握通电的直导线,拇指是电流的方向,握拳的四指就是围绕直导线磁场的方向。
图1.5
图1.6
结论:导体通过电流就会产生磁场,并且磁场的方向和电流的方向有关。
2、磁生电
图1.7是自行车发电机的构造原理图;
图1.7图1.8
在图1.7中,中间有标有N S极的是一个圆形永久磁铁,其磁力线的分布是从N(北极)极指向S(南极)极,图中有箭头
的虚线是磁场磁力线的分布图。
在圆形永久磁铁的两边分别有两个串联在一起的线圈,由于线圈靠近永久磁铁,线圈也置身于磁场中;磁力线从线圈中穿过。
线圈的两端连接一只灯泡,形成一个闭合的回路。
圆形永久磁铁是可以旋转的,可以在自行车车轮的带动下旋转;图1.9所示。
当永久磁铁不旋转时;虽然线圈也作用于磁场之中,磁力线穿过了线圈,但是灯泡是不发光的,就好象自行车车轮不转动;车灯是不会亮的。
当自行车在骑行时;车轮带动永久磁铁旋转;永久磁铁磁场的磁力线也随之旋转,此时永久磁铁傍边的线圈等于在不停的切割磁力线,此时灯泡也开始点亮发光,图19所示;自行车骑的越快,永久磁铁也旋转的越快;灯泡也就越亮。
这个自行车发电机的工作原理说明了如下问题;
(1)导体切割磁力线导体内部就会产生电势,如果导体是闭合回路;这个电势就会形成电流。
(2)导体切割磁力线的速度越快(永久磁铁在车轮的带动下
旋转越快);电势就越高,如果是闭合回路内部的电流也就越大(灯泡越亮)。
注:这个因为切割磁力线而产生的电势就叫:“感生电势”(感生电势就是因为电磁感应现象产生的电势)。
结论:导体切割磁力线就会产生感生电势,这就是磁生电的电磁感应现象。
磁力线和线圈相对的变化速度越快感生电势就越高,这就是著名的法拉第电磁感应定律。
法拉第电磁感应定律:感生电势与导体周围磁通的变化率成正比。
图1.9
通过前面的学习,引入两个名词:外加电势,感生电势(感应电势)。
外加电势:使导体或者线圈产生电流的外接电源就称为外加电势,例如图1.1中的电池产生的电压。
感生电势(感应电势):导体或者线圈和磁力线(磁场)相对
(切割磁力线运动)运动产生的电势(因“磁”)而产生的电势,称为感生电势或感应电势。
3、左手定则:判定通电导体在磁场中偏移的方向。
前面已经讲到;导体在通电时,周边就会产生磁场。
那么把这个通以电流具有磁场的导体,放置于另外一个恒定的磁场之中,由于两个磁场之间的吸引和排斥作用,就会带动这个导体的位置发生偏移(移动)。
前面谈到由于磁场的方向和电流的方向有关,所以导体流过电流的方向,也决定了这个导体在磁场中偏移的方向,这个方向可以用伸直的左手的拇指和四指的方向来判断。
图1.10
方法如图1.10所示:
当通电导体置于磁场中时,把左手伸直,拇指和四指垂直,磁力线从掌心穿过(掌心向着磁场N极)四指所指是电流的方向,拇指就是通电导体作切割磁力线移动的方向,图1.10所示中虚线箭头方向就是导体移动的方向。
4、右手定则:判定导体在磁场中作切割磁力线移动时,产生的感生电势的方向。
图1.11
在磁场中导体作切割磁力线运动时,导体内部就会产生感生电势,如果导通的外部连接成为一个闭合回路,那么切割磁力线的导体内部就会形成电流,这个电流的方向与导体切割磁力线的方向有关。
图1.11所示;在图1.11中磁力线从右手掌心穿过(手心面对N极),拇指的方向是导通切割磁力线移动的方向,四指的指向就是电流的方向(图中电流表指示为正)。
同样;如果导体向拇指相反的方向移动,那么;导体内部的电流方向则和四指所指向相反,图4.12所示(图中电流表的指示为负——指针反相偏转)。
图1.12
左手定则;是判断通电流的导体在磁场中作切割磁力线偏转的方向,右手定则是判断导体在磁场中作切割磁力线运动时,导体内部产生的感生电流(电势)的方向。
我们根据图1.10和图1.12思考一个问题:
如图1.10所示;当外加电源通过导体时导体向右边发生偏转并作切割磁力线的运动;电流和四指同方向,这个偏转是因为外加电势(电池)的电流引起的。
在这个偏转作切割磁力线移动的同时,显然导体(切割磁力线的运动)内部也会出现因切割磁力线运动而产生的感生电势,图1.12所示,显然这时感生电势的方向是和四指的方向相反的。
通过图1.10和图1.12的显示结果得出一个结论:在同一个导体中,外加电势和感生电势是相对抗的。
外加电势加强引起导体偏移的速度和距离增大,该导体产生对抗的感生电势也增大,对抗外加电势引起电流增大的能力越强。
在电感线圈中:外加电势和感生电势的关系;
当线圈不连接外加电势时;线圈的内部没有磁场,也没有感生电势,图1.13所示。
当外加电势的正极和负极连接于线圈上时:外加电势就会在线圈内部形成电流,由于电流的产生,线圈内就会产生磁场,磁
场的产生(磁力线由外部一根一根的飞进线圈内部);等效于线圈在切割这一根一根飞入的磁力线,线圈内部就会因为切割磁力线而产生感生电势,这个感生电势和外加电势也是对抗的(根据前节左右手定则的结论),图1.14所示。
此时外加电势引起电流的上升;受到内部产生的感生电势的对抗;减低了上升的速度(上升一点,对抗一点)呈锯齿波形逐步上升,图1.15所示,图中上部是接通外加电势的波形,下部是线圈内部电流波形。
这也就是CRT电视机的行偏转线圈接在行输出管的集电极,行输出管工作在开关状态,加在行偏转线圈两端的是方形波电压,而行偏转线圈内部产生的是锯齿波的原因。
图1.13
图1.14
图1.15
当外加电势继续接在线圈上,线圈上的电流会继续逐步的上升,线圈内部的磁力线密度(磁通)即会达到最大值,进入磁饱和状态,由于磁力线进入饱和状态,即磁力线不再增加,图
1.16所示,磁力线的不再增加也就没有了感生电势产生(此时的感生电势也就不再产生,对抗外加电势的力量也就失去,外加电势就会再没有任何对抗的情况下,引起的电流会急剧上升,出现危险的短路现象,这就是CRT电视机行频低要烧行管的原因)。
在电流接近最大值状态时;流过线圈的电流维持着磁力线此存在(有电流就有磁场)。
这是如果立即切断外加电势,图1.17所示。
图1.16
图1.17
外加电势被切断,线圈的电流也被迫切断,此时赖以维持磁通密度的电流也失去了(没有电流就没有磁场),就好像一瞬间所有的磁力线都迅速的逃跑了,大量的磁力线在极短的时间飞出了线圈,线圈等于在极短时间切割了大量的磁力线,根据法拉第电磁感应定律,在线圈内部,就会产生极高的感生电势,此感生电势可以高出外加电势几倍几十倍,并且由于是磁力线
的飞出(和原来磁力线飞入相反)感生电势方向是上负下正(和原来线圈电流增加时产生的感生电势极性相反),图1.18所示。
这就是为什么在CRT电视机的行输出电路中,行供电只有100多伏特,而行管的耐压要选用1500伏特的原因(行管在截止的瞬间,行输出内部的磁通迅速消失,引起行输出的线圈短时间内切割大量磁力线产生极高的反向感生电势,加在行管的集电极)。
图1.18
结论:
在电感线圈中;外加电势和感生电势始终是对抗的,外加电势上升引起电流的上升,感生电势对抗它的上升;外加电势下降引起电流的下降,感生电势对抗它的下降(此时感生电势和外加电势同方向)——楞次定律
电磁感应有两大定律:
1.法拉第电磁感应定律,是判断感生电势的强度的;磁通变化越快感生电势越高。
2 .楞次定律,是判断感生电势方向的,感生电势的方向与磁通
的增加、减少,磁通方向的变化有密切关系。
我们的电视机就是一个电磁感应的设备,无时无刻不在进行着感生电势方向(极性)、大小(幅度)的变化,学好电磁感应原理(重点是:楞次定律),掌握独立分析电路原理、分析故障的本领。