S感应线圈及感应线圈工作原理.pdf

電磁感應 一 目的 : 以地磁感應器測地磁 ，並藉此觀察電磁感應現象 。 二 、原理 : (一) 電和磁的闢聯 : 奧斯特( Oerstead )是第一個發現電與磁之間具有相 關性的人 。1819 ~ 1820年冬天 ，他做了一項實驗 把指南: 針和導線平行擺置 ，在導線上通電流 ，發現到電流會使 指南針偏轉 。這是人們首次知道電流可以造成磁場 。 奧斯特發現 ，電流的磁效應沒多久 ，人們就想要尋 找相反的效應 ，即 磁場是否會造成電流: ?法拉第 ( Faraday)做了很多實驗 ，都沒有成功 。到了1831年 ， 他 做了兩項成功的實驗 : (1) 把兩個環形導線平行擺在一 起 ，一個接檢 流計 ，另一個接到電池通上電流 ，他發現 : 只有在電流開 和關的瞬時 ，檢 流計指針會偏轉 。他立刻 了解，只有磁場變化時才會有感應電流 。(2)把環形導線 接到檢 流計 ，拿一個磁鐵靠近環形導線 ，檢 流計指針就 會偏轉 ；將磁鐵遠離 ，檢 流計指針就向另一方向偏縛 。 把磁鐵的極性倒過來 ，情形也一樣 ，只是指針向反方向 偏轉而已 。法拉第深信磁力線是實在的 ，他認為感應電 流的造成 ，是因為導體切割磁力線 因而推論， 感應電流: 和磁通量的時變 率成正比: dF I µ B dt 根據歐姆定律 ，環形導線上的感應電動勢為 dF e RI =µ B dt 以SI制表示 ，上式可以寫成 dF e =- B (1) dt 負號表示感應電流產生的磁場彌補原磁場的變化 。 這裡的單位是伏特ε ，F的單位是韋伯 ( Weber) 。F的 B B 計算式為 FB ò B=×dS (2) 24 B的單位是特斯拉 (Tesla ) ，一個特斯拉相當於10 高斯 2 (Gauss是 CGS單位 ) , S的單位是 m 。 (二) 電感 : 當導線上有電 流通過時 ，電流在附近空間造成磁 場 。一個環形導線所定義面積之內的磁通量和所通過的 電流 成正比 ，即 FµI F LI (3) 比例常數L稱為環形導線的自感 。在 SI制單位中 ，L