九电磁感应电磁场理论.ppt

自感系数在数值上等于线圈中通有单位电流强度时， 通过线圈自身的磁通链数的大小。它取决于线圈的形状、大小、匝数以及周围磁介质的情况，与电流i无关。 自感电动势 自感在数值上也等于线圈中有单位电流变化 率时，线圈中产生的自感电动势的大小。 考虑自感电动势时，通常选电流的方向为回 路的正方向，并且假设 ?L的方向与正方向一致，由 可以看出： 若di0 ，则 ?L0，与正方向相反，阻碍 电流的变化； 若di0 ，则 ?L0，与正方向相同，也阻 碍电流的变化。 自感系数是电磁惯性的量度，L大电磁惯性大，电路中电流愈不易改变. 自感电动势称为反电动势. 自感系数一般由实验测定；简单情况可以计算。 计算思路: 设i ? B ? ? ? L 例1 已知: l、 S、 n、?.. 求：长直螺线管的自感L. [解] 设电流i B = ?ni ?=N?=NBS =N?niS (l / l) = ?n2iV L=? /i=?n2V (与电流i无关) 二、 互感应 什么叫互感? 线圈1、2固定不动。 假设线圈1 中的电流 i1 随 时间 t 变化，在线圈2中 产生了感应电动势为（ ?21） 若周围无铁磁质, 则由毕萨定律: 电流i1的磁场正比于i1, 电流i1在线圈2中的磁通链数?21也正比于i1 , 有 (1) -------线圈1对线圈2的互感系数， 简称互感。 它取决于两线圈的形状、大小、匝数、相对 位置以及周围磁介质的分布情况，它与电流 i1无关。 由法拉第电磁感应定律 所以又有 (2) 假设线圈2中的电流i2随时间t变化，在线圈1 中产生的互感电动势为 ?12。同理有 (3) ------线圈2对线圈1的互感系数。 可以证明, 互感的单位： 亨利(H) 互感通常由实验测定(可根据（2）式)，在简 单的情况下可以计算。计算公式有两个，即 (1)式和(2)式。 (4) 1.磁能的来源 当K接通时 实验分析 结论：通有电流的线圈存在能量 磁场能量 §9-5 磁场的能量 I 2. 磁场能量密度 以无限长直螺线管为例 长直螺线管的自感 磁场能量密度的普遍计算公式 (适用于均匀与非均匀磁场) 磁场能量密度与电场能量密度公式的比较 在有限区域内 dV V w 磁场能量公式与电场能量公式具有完全对称的形式 * 第九章 电磁感应 电磁场理论 §9-1 电磁感应定律 §9-2 动生电动势 §9-3 感生电动势 感生电场 §9-4 自感应和互感应 §9-6 位移电流电磁场理论 §9-5 磁场的能量 §9-1电磁感应定律 一、实验 实验一： N S 实验二： 上两实验都有相对运动.是不是无相对运动就不会有电流? 电流变化也能引起磁通变化 二、法拉第电磁感应定律 国际单位制中 K=1 结论：不论由于什么原因，当一个闭合电路的磁通发生变化时，电路中都出现感应电流。 磁通发生变化产生的电动势叫感应电动势 三、楞次定律 在闭合回路中，感应电流的磁通总是力图阻碍引起感应电流的磁通变化。 阻碍即指：当原磁通增加，感应电流的 磁通将与原磁通方向相反。 当原磁通减少，感应电流的磁通将与原磁通方向一致。 楞次定律实际是能量守恒定律在电磁感应现象中的反映。 以第一实验为例 S N S N N S 四、考虑愣次定律后法拉第定律的表达式 证明 所决定 的感应电动势方向与楞次定 律所确定的方向一致。 磁通减少 磁通増加 可见：· · · · · · 回路是由串联的N匝线圈构成，则法拉第定律变成 ?冲击电流计测量磁通变化量(磁通计)的原理： t1—t2穿过回路截面的电量： q与?的变化快慢无关，测q? ?1 - ?2. §9-2 动生电动势 一. 动生电动势产生的原因 方向: b?a 任意时刻 感生电动势 (2)回路不变，磁场变，产生 动生电动势 (1)磁场不变，回路变，产生 负号意思？ 产生动生电动势的原因,是洛仑兹力 建立的静电场使电子受到电场力 当 时，就达到了平衡状态。 a端电势高，b端电势低。ab相当一个电源。 洛仑兹力正是电源中的非静电力， 此非静电场的强度为 二. 动生电动势的计算方法 ▲方法一 由电动势的定义 有 式中的 是 处的 。 在上例中 又与 方向相反， 所以有 （方向: b?a） ▲方法二 由法拉第电磁感应定律 （考虑 ? 时，有时须设计一个闭合回路） P402例9-2 长为 L 的导线绕o点以角速度?在均匀磁场 中转动， 与转动 平面垂直。 求动生电动势。 o 【解】方法一．由电动势的定义： 电动势的方向由o?a． a端带正电荷、电势高． 方法二．由法拉第电磁感应定律： 负号表示