《大学物理精品课件-华南理工》电磁感应.pptVIP

二、互感电动势 互感 1、互感现象 当线圈 1中的电流变化时，所激发的磁场会在它邻近的另一个线圈 2 中产生感应电动势；这种现象称为互感现象。该电动势叫互感电动势。 线圈1所激发的磁场通过线圈2的磁通量 互感电动势与线圈电流变化快慢有关；与两个线圈结构以及它们之间的相对位置和磁介质的分布有关。 2 2、互感系数 线圈2所激发的磁场通过线圈1的磁通量 M12，M21叫互感系数，与线圈形状、大小、匝数、相对位置以及周围介质的磁导率有关。理论和实验证明： M12=M21 1 互感系数在数值上等于其中一个线圈中的电流为单位时，穿过另一线圈面积的磁通量。 单位：亨利（H） 1 3、互感电动势 说明： (1) 互感系数M在数值上等于一个线圈中的电流随时间的变化率为一个单位时，在另一个线圈中所引起的互感电动势的绝对值； (2)负号表明，在一个线圈中所引起的互感电动势要反抗另一线圈中电流的变化； (3) 互感系数M是表征互感强弱的物理量，是两个电路耦合程度的量度。 2 4、应用 互感器：通过互感线圈能够使能量或信号由一个线圈方便地传递到另一个线圈。电工、无线电技术中使用的各种变压器都是互感器件。常见的有电力变压器、中周变压器、输入输出变压器、电压互感器和电流互感器。 电压互感器 电流互感器 感应圈 5、互感的计算 假设一个线圈电流I分布 计算该线圈产生的磁场在另一线圈产生的磁通量F 由M=F/I求出互感系数 M L1 L2 Signal： L1 L2 放 大 器 例3：计算同轴螺旋管的互感。 解：假设在长直线管1上通过的电流为I1，则螺线管内中部的磁感应强度为： 根据互感系数的定义可得： 设有两个一长度均为l、横截面积为S， 匝线分别为N1和N2的同轴长直密绕螺 线管，试计算它们的互感系数（管内 充满磁导率为 ? 的磁介质）。 穿过N2匝线圈的总磁通量为： * 电流互感器：U1=-MdI2/dt，故U1正比于I2；同理，U2正比于I1，故I1/I2=U2/U1=N2/N1. Torque + magnetic field Current Induced emf 一、电磁感应现象 22章 电磁感应 二、楞次定律 楞次（Lenz,Heinrich Friedrich Emil） 楞次是俄国物理学家和地球物理学家，生于爱沙尼亚的多尔帕特。早年曾参加地球物理观测活动，发现并正确解释了大西洋、太平洋、印度洋海水含盐量不同的现象，1845年倡导组织了俄国地球物理学会。1836年至1865年任圣彼得堡大学教授，兼任海军和师范等院校物理学教授。 楞次主要从事电学的研究。楞次定律对充实、完善电磁感应规律是一大贡献。1842年，楞次还和焦耳各自独立地确定了电流热效应的规律，这就是大家熟知的焦耳——楞次定律。他还定量地比较了不同金属线的电阻率，确定了电阻率与温度的关系；并建立了电磁铁吸力正比于磁化电流二次方的定律。 1、内容： 闭合回路中感应电流的方向总是使得它所激发的磁场来阻止引起感应电流的磁通量的变化。 1834年楞次提出一种判断感应电流的方法，再由感应电流来判断感应电动势的方向。 演示 2、应用：判断感应电动势的方向 direction direction direction direction 法拉第(Michael Faraday 1791—1867) 伟大的英国物理学家和化学家。 主要从事电学、磁学、磁光学、电化学方面的研究，并在这些领域取得了一系列重大发现。 他创造性地提出场的思想，是电磁理论的创始人之一。 1831年发现电磁感应现象，后又相继发现电解定律，物质的抗磁性和顺磁性，以及光的偏振面在磁场中的旋转。 三、法拉第电磁感应定律 单位:1V=1Wb/s ? 与 L 反向 ? 与L 同向 2、电动势方向: 1、内容： 当穿过闭合回路所包围面积的磁通量发生变化时，不论这种变化是什么原因引起的，回路中都有感应电动势产生，并且感应电动势正比于磁通量对时间变化率的负值。 负号表示感应电动势 总是反抗磁通的变化 确定回路绕行方向；规定电动势的方向与回路的绕行方向一致时为正。 根据回路的绕行方向，按右手螺旋法则定出回路所包围面积的正法线方向；在根据回路所包围面积的正法线方向，确定磁通量的正负； 根据磁通量变化率的正负来确定感应电动势的方向。 磁通链数: 3、讨论： 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 闭合回路中的感应电流 感应电量 t1时刻磁通量为Ф1，t2时刻磁通量为Ф2 回路中的感应电量只与磁通量的变化有关，而与磁通量的变化率无关。 用途：测磁通计。 例．交流发电机原理： 面积为S的线圈有N匝，放在均匀磁场B中，可绕