第7章电磁感应与电磁场.ppt

第7章电磁感应与电磁场
§ 电磁感应定律
§ 动生电动势与感生电动势
§ 自感应与互感应
§ 磁场能量
§ 麦克斯韦电磁场理论简介
1
电磁感应定律的发现,进一步揭示了电与磁之间的相互联系及转化规律.
麦克斯韦提出了“感生电场”和“位移电流”两个假说,从而建立了完整的电磁场理论体系——麦克斯韦方程组
本章主要研究电场和磁场相互激发的规律
2
§ 电磁感应的基本定律
一、电磁感应现象
1820年,奥斯特发现:
电流磁效应
电流
产生
磁场
对称性→磁的电效应?
?
1831年,法拉第经过了十年不懈的探索,发现
电磁感应现象
产生
3
4
1. 产生感应电流五种情况:
变化着的电流;
线圈中变化着的磁场;
运动中的恒定电流;
运动着的磁铁;
在磁场中运动着的导体.
感应电流与原电流本身无关,
而是与原电流的变化有关。
——这种现象称为电磁感应
原因:线圈中磁通量发生改变
→导致产生感应电动势!
5
导体回路中感应电动势的大小,与穿过导体回路的磁通量的变化率成正比.
其数学表达式为
2. 法拉第电磁感应定律
m
①SI制中 K=1
②式中的负号反映了楞次定律
③若N匝线圈串联: ,则
6
式中
——磁通链
感应电流
如果闭合回路为纯电阻R回路时,则
感应电流的方向与感应电动势的方向总是一致的。
t1 ~ t2 时间内通过导线上任一截面的电量
7
测Q 可以得到m这就是磁通计的原理。
设回路有N 匝线圈
当线圈中磁场由0→B时,不考虑Q的正负,则
8

1833年,楞次总结出:
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或补偿引起感应电流的磁通量的变化.
磁通量变化
产生
感应电流
阻碍
导线运动
产生
感应电流
阻碍
楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象上的具体体现。
9
例:一无限长直导线载有交变电流i=i0sint,旁边有一个和它共面的矩形线圈abcd,.
x
dx
d
a
b
c
h
l2
l1
i
讨论:
当0< t</2时,cos t>0,i<0,逆时针方向;
当0< t<时,cos t<0,i>0,顺时针方向.
i的方向还可由楞次定律直接判断.
解:
10