电磁感应2005-4.ppt

Wm ~ B、H 的关系？ 位移电流的特点 安培定理修正 总结： 由2?1 电路接通 电流建立过程 磁场储存能量 稳态时：电源作功 = 焦耳热 I 增加：电源作功 = 反抗?L 作功+焦耳热 电源的部分能量储存在磁场中 电源作功 焦耳热 §11.4 磁场能量 K R 1 2 ? L K接通时，电源克服自感电动势做的元功： 磁能 K 1 2 ? L o I t0 t t+dt 磁场的能量密度 均匀磁场 以长直螺线管为例 L S1 R I（t） S2 对稳恒磁场 非稳恒时 ? 0 ? S1 I ? S2 任意时刻空间每一点的磁场都是确定的，对于确定的回路积分只有唯一确定的值。 定理需要修正！方程的右边还有一个物理量！ §11.5 麦克斯韦电磁场理论简介 一、安培环路定理失效 产生磁场的原因 1、电流 2、变化的磁场 产生电场的原因 1、电荷 二、位移电流、全电流定律 2、变化的电场 ? Maxwell 理论肯定了这一点！ S1 R ? I（t） S2 L 二、位移电流、全电流 I I D=? ?D = DS = ? S 以平行板电容器为例 电容充放电电流 I 等于 电容器极板上的自由电荷，极板间的电场，电位移矢量随时间变化，其值等于充电电流。 定义：电位移通量的时间变化率为位移电流： 1、只要电场随时间变化， 就有相应的位移电流 位移电流的本质是变化的电场 2、位移电流与传导电流是完全不同的概念，仅在产生磁场方面二者等价 ? I 有电荷流动，通过导体会产生焦耳热 ? Id无电荷流动。高频时介质也发热，那是分子反复极化造成 定义 ：全电流 Maxwell 方程之一 * * 1、法拉第电磁感应定律 4、磁场能量 2 、动生电动势、 感生电动势和感生电场 3、自感与互感 5.麦克斯韦电磁场理论简介 §11.1 电磁感应的基本规律 通过一个闭合回路的磁通量发生变化时， 回路中就有感应电流产生——该现象称为电磁感应现象。产生的电流称为感应电流，相应的电动势为感应电动势。 N 一、电磁感应现象 感应电流与N-S的 磁性、速度有关 与有无磁介质 速度、电源极 性有关 与有无磁介质 开关速度、电 源极性有关 二、电动势 1.电源、非静电电力 + – 如图，在导体中有稳恒电流流动 就不能单靠静电场，必须有非静 电力把正电荷从负极板搬到正极 板才能在导体两端维持有稳恒的 电势差， 在导体中有稳恒的电场及稳恒的电流。 * 提供非静电力的装置就是电源， 如化学电池、硅（硒）太阳能电 池，发电机等。 水池 泵 静电力欲使正电荷从高电位到低电位。 非静电力欲使正电荷从低电位到高电位。 2.电动势 * 定义描述电源非静电力作功能 力大小的量，就是电源电动势。 电源内部电流从负极板到正极板叫内电路。 电源外部电流从正极板到负极板叫外电路。 + – 把单位正电荷从负极板经内电路搬 至正极板，电源非静电力做的功。 * 为了便于计算规定 ? 的方向由 负极板经内电路指向正极板，即 正电荷运动的方向。 + – 单位：焦耳/库仑=（伏特） * ? 越大表示电源将其它形式能量转换为电能的本领越大。 从场的观点： 非静电力对应非静电场 三、 电磁感应定律 单位:1V=1Wb/s 叙述:导体回路中的感应电动势 的大小与穿过导体回路的磁通量 的变化率成正比. 国际单位制中 k =1 负号表示感应电动势 总是反抗磁通的变化 磁通链数: 若有N匝线圈，它们彼此串联，总电动势等于各匝 线圈所产生的电动势之和。令每匝的磁通量为? 1、 ? 2 、 ? 3 ? 若每匝磁通量相同 B 全磁通 四.楞次定律 回路中感应电流的方向， 总是使感应电流所激发的 磁场来阻止或补偿引起感 应电流的磁通量的变化。可用楞次定律判断感应电动势和感应电流的方向如图所示。 N ?? 0 ?i0 N N N N N N N 判断各图中感应电动势的方向 将磁铁插入非金属环中，环内有 无感生电动势？有无感应电流？ 环内将发生何种现象 有感生电动势存在，有电场存在 将引起介质极化，而无感生电流。 三、感应电流和感应电量 磁通量的变化会引起感应电动势，如果回路闭合、电阻为R，则电流 在t1~t2时间内通过导线截面的电量 R I B（t） ? 动生电动势 ——磁场中的导线运动、形状变化而产生的电动势 感生电动势 ——磁场变化使导线中产生电动势 i ? N S 磁通量 §11.2 感应电动势 设右边的直导线以v的速度X轴滑动，回路磁通量增加，产生感应电动势。 感应电动势的大小 一、动 生 电 动 势 式中L v 是导线单位时间扫过的面积，B L v 是导线单位