7.1电磁感应.ppt

* 第7章 电磁感应 位移电流 电磁波 7.1 电磁感应 7.2 动生电动势 感生电动势 感生电场 7.3 互感和自感 7.4 麦克斯韦方程组和电磁波 【演示实验】发光二极管演示电磁感应、万用变压器演示涡流（跳圈、加热）、电磁驱动、涡流的阻力（磁体在铝管内运动）、涡流阻尼摆、趋肤效应、电磁波的发射和接收、超导磁悬浮列车 奥斯特发现电流的磁效应后，人们自然会想到，磁能不能生电？ 1831年法拉第发现电磁感应现象，为揭示电与磁之间的联系奠定了实验基础。 麦克斯韦提出感生电场和位移电流假设，于1864年总结出描述电磁场规律的方程——麦克斯韦方程组，预言存在电磁波。1888年赫兹证实了电磁波的存在。 电磁感应现象的发现为人类获取电能开辟了道路，引起了一场重大的工业和技术革命。 7.1 电磁感应 7.1.1 电动势 7.1.2 电磁感应现象 7.1.3 法拉第电磁感应定律 *7.1.4 电磁感应定律和磁通连续定理 7.1.1 电动势 单靠静电力不能维持电路中的稳恒电流 为维持电流稳恒流动，电路中必须有某种非静电性质的力作用于电荷。 化学电池中非静电力：化学亲和力 静电场不能使移动到电势较低位置的正电荷回到原来电势较高的位置 电流在电阻上消耗的焦耳热也得不到补充 发电机中非静电力：洛伦兹力 电源：提供非静电力的装置 电源内部欧姆定律： E：静电场 K：作用在单位正电荷上的非静电力 + - + r I R 电源 稳恒电流 电源的电动势：在电源中把单位正电荷从负极移动到正极，非静电力所做的功 e - + 由负极到正极的方向： 电动势的正方向 非静电力分布在空间回路L中： 【思考】电动势与电势的差别？ 7.1.2 电磁感应现象 1831年8月29日，法拉第取得突破性进展： 在合上开关，线圈A接通电流的瞬间，磁针偏转，随即复原。 在打开开关，线圈A电流中断的瞬间，磁针反向偏转，随即复原。 磁针偏转并复原：线圈B中出现瞬间感应电流。 结论：磁通量变化 ? 感应电流 7.1.3 法拉第电磁感应定律 法拉第发现：导体回路中的感应电流正比于导体的导电能力，感应电流是由与导体性质无关的感应电动势产生的 法拉第电磁感应定律：回路中感应电动势的大小，与穿过回路的磁通量的变化率成正比，感应电动势的方向按楞次定律判断 楞次定律：感应电流的磁场，总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 ??即使没有导体，回路中感应电动势依然存在。 磁通量? 的定义： S：以回路 L 为边界的任一曲面 N 匝串联线圈： （磁链 ） 设定 L 的绕向后，dS 的法线取在由 L 的绕向按右手定则决定的 S 面的同一侧。 B：dS 处磁感应强度，与dS 方向夹角为?。 dS B S L 感应电动势方向的判定： 设定 L 的绕向与 B 的方向服从右手螺旋定则，这时Φ＞0。 例如： 【思考】当 d? / dt 0 时，? 的方向？ 大块导体处于变化的磁场或在磁场中运动时，导体中的感应电流呈涡旋状，叫涡流。 涡流热效应。感应电炉。变压器铁芯：把彼此绝缘的硅钢片叠合起来。 根据楞次定律，涡流在磁场中所受安培力将阻碍导体与磁场之间的相对运动 在涡流影响下，交变电流在导线横截面上不再均匀分布，而向导线表面集中??趋肤效应。 ??电磁驱动、电磁制动 ?? 机械效应 频率?，趋肤效应?。高频电路中一般采用多股编织导线。 利用趋肤效应可以对金属进行表面淬火。 *