磁場變化產(chǎn)生感應(yīng)電流定律法拉第指出學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1磁場變化產(chǎn)生感應(yīng)電流定律磁場變化產(chǎn)生感應(yīng)電流定律(dngl)法拉第法拉第指出指出第一頁，共21頁。.1 法拉第電磁感應(yīng)法拉第電磁感應(yīng)(dinc-gnyng)定律定律一一.電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)(dinc-gnyng)定律定律1.現(xiàn)象現(xiàn)象(xinxing)Bvi 切割磁力線運動，產(chǎn)生感應(yīng)電流。切割磁力線運動，產(chǎn)生感應(yīng)電流。第1頁/共21頁第二頁，共21頁。磁場變化磁場變化(binhu)，產(chǎn)生感應(yīng)電流。，產(chǎn)生感應(yīng)電流。第2頁/共21頁第三頁，共21頁。2.定律定律(dngl) 法拉第指出：不論什么原因使通過回路法拉第指出：不論什么原因使通過回路(hul)的磁通量發(fā)生變化，回路的磁通量發(fā)生變化，回

2、路(hul)中均有感應(yīng)電動勢產(chǎn)生，其大小與通過此回路中均有感應(yīng)電動勢產(chǎn)生，其大小與通過此回路(hul)磁通的變化律成正比。磁通的變化律成正比。t dd單匝線圈(xinqun)tNdd多匝線圈，相同 方向：方向：規(guī)定方向：與B成右手螺旋。d0 0d 0 0與愣次定律比較。與愣次定律比較。第3頁/共21頁第四頁，共21頁。2 動生電動勢動生電動勢 動生電動勢動生電動勢=E非非dl非靜電力是什么非靜電力是什么(shn me)？非EBF vq-vl lB Bd)(上例上例為多少為多少(dusho)？Blv第4頁/共21頁第五頁，共21頁。BS線圈線圈(xinqun)的動生電動勢的動生電動勢n = B

3、S cosdtdNBSdtdNsin若線圈若線圈(xinqun)(xinqun)為勻速轉(zhuǎn)動：為勻速轉(zhuǎn)動： ，且，且 t = 0 = 0 t = 0 = 0 則則：ttNBSsinsin0感應(yīng)感應(yīng)(gnyng)(gnyng)電動勢的極大值電動勢的極大值 0 0若引出兩根導(dǎo)線，見圖：若引出兩根導(dǎo)線，見圖：則是發(fā)電機的轉(zhuǎn)子。則是發(fā)電機的轉(zhuǎn)子。ti電壓、電流曲線。相位差？電壓、電流曲線。相位差？第5頁/共21頁第六頁，共21頁。3. 感生感生(n shn)電動勢電動勢B變化變化(binhu)電動勢電動勢分析分析(fnx)F非：麥克斯韋提出：非：麥克斯韋提出：t dBdE渦渦旋電場：渦旋電場：對處在其中

4、的電荷有力作用，電力線閉合，非保守場。對處在其中的電荷有力作用，電力線閉合，非保守場。lEd渦tddstSdddB B第6頁/共21頁第七頁，共21頁。dll d)(B BvrrIlBd2d0vvxLxIln20v負號的意義？取單位取單位(dnwi)正電荷，位移正電荷，位移dl則有：則有：第7頁/共21頁第八頁，共21頁。解：在線圈(xinqun)上取面元ds，如圖：drds則：dS = bdr d = B dS =Bbdr axxaxxrbrIrBbd2d0 xaxbIln20tIxaxbtcosln2dd00第8頁/共21頁第九頁，共21頁。二二. .渦電流渦電流(dinli)(dinli

5、)塊狀金屬處在交變磁場中或在磁場中運動時，在其體內(nèi)會有感應(yīng)電流產(chǎn)生塊狀金屬處在交變磁場中或在磁場中運動時，在其體內(nèi)會有感應(yīng)電流產(chǎn)生(chnshng)，這種電流在金屬體內(nèi)自成回路，稱為渦電流，其強度一般很大。，這種電流在金屬體內(nèi)自成回路，稱為渦電流，其強度一般很大。高頻感應(yīng)冶金爐：利用渦電流高頻感應(yīng)冶金爐：利用渦電流(dinli)的焦耳熱進行冶煉。的焦耳熱進行冶煉。變壓器的鐵芯為何做成片狀？變壓器的鐵芯為何做成片狀？3. 3. 自感與互感自感與互感一一. .自感現(xiàn)象自感現(xiàn)象 回路電流變化而在回路自身激起感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象?；芈冯娏髯兓诨芈纷陨砑て鸶袘?yīng)電動勢的現(xiàn)象。設(shè)回路電流為設(shè)回路電流為 I，

6、則有：，則有：B I I = L I第9頁/共21頁第十頁，共21頁。L自感系數(shù)，取決于回路形狀自感系數(shù)，取決于回路形狀(xngzhun)、周圍介質(zhì)。、周圍介質(zhì)。)dddd(d)(ddtLItILtLItd若回路若回路(hul)、介質(zhì)不變：、介質(zhì)不變：tILdd “ “”的意義的意義(yy) ? L (yy) ? L 電磁慣性的量度電磁慣性的量度例例 計算長直螺線管的計算長直螺線管的 L。設(shè)管長為。設(shè)管長為l,半徑為半徑為R，總匝數(shù)為，總匝數(shù)為N, , 充滿充滿的磁介質(zhì)。的磁介質(zhì)。B = n IN= N B S = N n I S = L IVnlNRlSNINL2222單位？單位？（H、mH

7、）第10頁/共21頁第十一頁，共21頁。I1I2二二. .互感互感(hgn)(hgn)1. 1.現(xiàn)象現(xiàn)象(xinxing)(xinxing)2. 2.互感電動勢互感電動勢 （設(shè)回路形狀（設(shè)回路形狀(xngzhun)(xngzhun)、位置、介質(zhì)不變。）、位置、介質(zhì)不變。）21= M21I1線圈線圈1 1在線圈在線圈2 2的磁通的磁通線圈線圈2 2在線圈在線圈1 1的磁通的磁通12= M12I2MM1212與與MM2121僅與回路形狀、位置、介質(zhì)有關(guān)。僅與回路形狀、位置、介質(zhì)有關(guān)。且：且：M12 = M21tIMtdddd12121tIMtdddd212122112第11頁/共21頁第十二頁，共

8、21頁。6 6 磁場磁場(cchng)(cchng)能量能量電磁電磁(dinc)轉(zhuǎn)換：轉(zhuǎn)換：IRtILdd兩邊兩邊(lingbin)乘以乘以 I dt，再積分，再積分RdtILIdIIdt2 設(shè) t = 0 時，I = 0 ; t = t0 時 ，I = I0I則有：則有：tttRILItI02200d21d線圈儲存的磁能線圈儲存的磁能閉合開關(guān)閉合開關(guān)第12頁/共21頁第十三頁，共21頁。2.磁能磁能(cnng)密度密度以螺線管為例：以螺線管為例：222)(2121nBVnLIWm22212HBm2.磁場磁場(cchng)能量能量VmmVWd對任意對任意(rny)磁場磁場第13頁/共21頁第十

9、四頁，共21頁。第第 十一十一 章章第14頁/共21頁第十五頁，共21頁。1 位移電流與磁場位移電流與磁場(cchng)的環(huán)路的環(huán)路定理定理一一.位移電流位移電流 如圖，電容器充電：傳導(dǎo)電流如圖，電容器充電：傳導(dǎo)電流(chun do din li)在極板處中斷，但磁場仍存在。在極板處中斷，但磁場仍存在。IB電容器內(nèi)的電容器內(nèi)的B由何產(chǎn)生由何產(chǎn)生(chnshng)？分析：電容器極板上分析：電容器極板上， i = dq/dt = s d/dt 而而 E = /0 則：則： d= 0dEttEsieddd00d第15頁/共21頁第十六頁，共21頁。ted0d實質(zhì)實質(zhì)(shzh)是電通量的變化率。是電

10、通量的變化率。由此可見：由此可見： B變化變化(binhu)E E變化變化(binhu)B二二.安培環(huán)路安培環(huán)路(hun l)定理定理tIDdddl lH電位移通量的變化率，稱為位移電流，磁效應(yīng)與傳導(dǎo)電流等效。電位移通量的變化率，稱為位移電流，磁效應(yīng)與傳導(dǎo)電流等效。第16頁/共21頁第十七頁，共21頁。2 麥克斯韋麥克斯韋(mi k s wi)方程組方程組 qsSD dtmddl dE E0dS SsBtIeddlH d 描述電磁場規(guī)律的方程組。預(yù)言了電磁波的存在。描述電磁場規(guī)律的方程組。預(yù)言了電磁波的存在。1886年由赫茲年由赫茲(hz)實驗證實。實驗證實。第17頁/共21頁第十八頁，共21頁。電磁波：變化的電磁場在空間電磁波：變化的電磁場在空間(kngjin)傳播。傳播。1.產(chǎn)生：產(chǎn)生：電磁振蕩電磁振蕩 見圖：見圖：電磁電磁(dinc)能量相互轉(zhuǎn)換，電路中產(chǎn)生周期性電流，電容器極板內(nèi)產(chǎn)生交變電磁能量相互轉(zhuǎn)換，電路中產(chǎn)生周期性電流，電容器極板內(nèi)產(chǎn)生交變電磁(dinc)場。場。3 電磁波電磁波 第18頁/共21頁第十九頁，共21頁。2. 2.發(fā)射發(fā)射(fsh)(fsh)將將C C打開，即可發(fā)射打開，即可發(fā)射(fsh)(fsh)。見圖：見圖：C、L小，則發(fā)射(fsh