中产生的互感电动势线圈.PPT

8-1 电磁感应的基本定律 一、电动势 二、楞次定律 三、法拉第电磁感应定律 8-2 动生电动势 *涡旋电场 一、动生电动势 *三、涡旋电场 8-3 自感 *互感 磁场的能量 一、自感电动势 *二、互感电动势 三、磁场能量 8-4 位移电流 麦克斯韦方程组 一、两类电场—静电场和涡旋电场 二、传导电流和位移电流 三、电磁场和麦克斯韦方程组 * * 第八章 电磁感应 电磁场 将其他形式的能量转变为电能的装置. 描写电源将其他形式能量转变为电能的能力. 非静电力在电源内部从负极到正极移动单位正电荷所作的功，等于非静电性场强在闭合电路上的环流. 1. 电源 2. 电动势 3. 电源电动势 规定电动势的指向从电源负极经内电路指向正极. 电源内 闭合回路的感应电流的方向，总是企图使感应电流本身所产生的通过回路面积的磁通量, 去补偿或者反抗引起感应电流的磁通量的变化. 用楞次定律判断感应电流方向的方法:　　 ① 引起感应电流的磁场 的方向及回路中 是增加还是减少； ③ 由螺旋关系由 方向确定 I感 . ② 由楞次定律确定 方向； 增加 与 反向; 减小 与 同向. 感应电动势的大小正比于通过导体回路的磁通量的变化率. N匝线圈时 感应电流 (SI) （各匝中 相同） 例：证明在均匀磁场 中，面积为 S、匝数为N的线圈以角速度 绕垂直于 的轴线匀速转动时，(1) 线圈中的感应电动势按正弦规律变化; (2) 若线圈自成闭合回路, 电阻为R , 则在一周内外力矩所作的功等于感应电流所放出的焦耳热 . 解： (1) 在任一时刻t （ 为t=0时 与 的夹角） 令 (2) 感应电流放出的焦耳热为 线圈所受磁场的作用力矩的大小为 外力矩所做的功 即在一周内外力矩所作的功等于感应电流所放出的焦耳热. 可见，在电磁感应现象中是遵从能量守恒定律的. 令 （1）稳恒磁场中的导体运动 （2）导体不动，磁场变化 动生电动势 感生电动势 引起磁通量变化的原因 在磁场中,导体棒以速度 沿金属导轨向右运动，棒内的自由电子被带着以速度 向右运动，因而每个自由电子都受到洛伦兹力的作用. 当导体在磁场中运动时内部的电荷所受的洛伦兹力 为非静电力. 它驱使自由电子向b端聚集，ab棒为电源，a端为正极，b端为负极. a b 自由电子所受的洛伦兹力: 非静电性场强 只在电源ab棒中存在，故 麦克斯韦尔假设变化的磁场在其周围空间激发一种电场，这个电场叫感生电场 . 闭合回路中的感生电动势 负号表示 与 成左螺旋关系. 由于圆柱形空间的对称性及磁场均匀增加，圆形磁场区域内 感线为一系列同心圆.且同一圆周上 大小相等,方向沿切线,指向与 成左螺旋关系. o R 解: 例:半径为R的圆柱形空间内存在垂直于纸面向里的均匀磁场，磁感应强度 以 的变化率均匀增加时，求圆柱形空间内各点处感生电场的场强. L 作半径为L的环形路径 由 有 由于回路自身电流产生的磁通量发生变化，而在回路中激发的感应电动势叫自感电动势. 自感系数 写成等式： 由法拉第电磁感应定律可知： 而线圈的磁链与线圈中的电流I成正比 定义 1.自感系数 物理意义: 单位电流引起的自感磁通链数. 单位： H（亨利）， mH（毫亨）. 1H=103mH 除铁心线圈外，自感系数与线圈的大小、形状、匝数及线圈内磁介质的特性有关，而与线圈中电流无关. 当线圈自感系数不变时， 2. 自感电动势 自感电动势 负号是楞次定律的数学表示，表明电流增加时，自感电动势与原电流反向；电流减少时，自感电动势与原电流同向. 例:一长直螺线管，线圈匝数为N，长度为l，横截面积为S，充满磁导率为? 的磁介质，求线圈的自感系数L. 解: 所以 当一个线圈中电流发生变化时在另一个线圈中产生互感电动势. I1在I2电流回路中所产生的磁通量 理论可证明互感系数 互感仅与两个线圈形状、大小、匝数、相对位置以及周围的磁介质有关. 非铁磁介质情况下，互感系数M与电流无关. 1. 互感系数 I2在I1电流回路中所产生的磁通量 2. 互感电动势 线圈1电流变化在线圈2中产生的互感电动势 线圈2电流变化在线圈1中产生的互感电动势 互感系数是表示互感强弱的物理量. 例:两长螺线管C1和C2共轴相套,半径分别为r1和r2( r1r2