《06電磁感應(yīng)與電磁場(chǎng)》課件-new-0603電磁感應(yīng)在工程技術(shù)中的應(yīng)用

發(fā)電機(jī)原理

電感線圈在日光燈中的應(yīng)用電感線圈在無(wú)極燈中的應(yīng)用互感在無(wú)線充電器中的應(yīng)用LC振蕩電路工作原理手機(jī)基站的電磁波輻射強(qiáng)度（選讀）電磁波在通信中的應(yīng)用（選讀）6.3電磁感應(yīng)在工程技術(shù)中的應(yīng)用01發(fā)電機(jī)原理1交流發(fā)電機(jī)原理交流發(fā)電機(jī)原理規(guī)定線圈平面的法線方向和acdb繞行方向滿足右手螺旋關(guān)系根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律圖6.15電流隨時(shí)間變化曲線2動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)法拉第發(fā)電圓盤導(dǎo)體或?qū)w回路在穩(wěn)恒磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)在導(dǎo)體或?qū)w回路中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)——?jiǎng)由妱?dòng)勢(shì)2動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)

abcd構(gòu)成回路導(dǎo)體棒ab在均勻磁場(chǎng)中

做切割磁力線運(yùn)動(dòng)1)從回路磁通量變化計(jì)算動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)繞行正方向——順時(shí)針t時(shí)刻穿過回路的磁通量——逆時(shí)針

2)從回路一部分ab運(yùn)動(dòng)計(jì)算動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)ab中電子受到力——方向b→a——負(fù)電荷向a端運(yùn)動(dòng)__正電荷向b端運(yùn)動(dòng)洛倫茲力——非靜電性力非靜電性場(chǎng)強(qiáng)ab上的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)——與積分正方向一致——方向a→b——與積分方向相反__a端電勢(shì)高，b端的電勢(shì)低a)

任意形狀的導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體ab在恒定磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)__規(guī)定積分方向a到b導(dǎo)體元兩端的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)

ab兩端的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)導(dǎo)體元以速度運(yùn)動(dòng)——與積分方向一致__a端電勢(shì)低，b端的電勢(shì)高b)

任意閉合導(dǎo)體回路規(guī)定回路積分正方向?qū)w元兩端回路的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)導(dǎo)體元

以速度運(yùn)動(dòng)——與回路積分方向一致——與積分積分方向相反3法拉第圓盤發(fā)電機(jī)的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算盤心與盤邊之間的電勢(shì)差ΔU，假設(shè)圓盤在均勻磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，金屬圓盤的半徑R=0.2m，磁場(chǎng)B=0.70T，轉(zhuǎn)速n=3000r/m將金屬圓盤看作是無(wú)限多個(gè)沿半徑方向上的細(xì)棒，每個(gè)細(xì)棒在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)在棒的兩端產(chǎn)生大小和方向相同的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)并聯(lián)？串聯(lián)？?細(xì)棒上導(dǎo)體元的電動(dòng)勢(shì)細(xì)棒的電動(dòng)勢(shì)盤心與盤邊之間的電勢(shì)差盤的邊緣比盤心的電勢(shì)高4

交流發(fā)電機(jī)的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算線圈中ab和cd電動(dòng)勢(shì)為零線圈中ac和bd段電動(dòng)勢(shì)不為零線圈中ac段的運(yùn)動(dòng)速度的大小積分方向從a到c方向

a

c同理bd段的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)方向d

b線圈總的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)例題：如圖所示，長(zhǎng)直導(dǎo)線載有電流I，導(dǎo)線框與其共面，導(dǎo)線ab在線框上滑動(dòng)，使ab以勻速度向右運(yùn)動(dòng)，求線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小。例題：如圖所示，長(zhǎng)直導(dǎo)線載有電流I，導(dǎo)線框與其共面，導(dǎo)線ab在線框上滑動(dòng)，使ab以勻速度向右運(yùn)動(dòng)，求線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小。選取如圖所示的坐標(biāo)，順時(shí)針為積分正方向02電感線圈在日光燈中的應(yīng)用1日光燈工作原理自感現(xiàn)象——導(dǎo)體閉合回路由于回路中電流的變化或回路的形狀或回路周圍磁介質(zhì)發(fā)生變化時(shí)在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)——自感電動(dòng)勢(shì)2自感線圈與自感電動(dòng)勢(shì)設(shè)回路電流強(qiáng)度i，穿過回路總的磁通量自感系數(shù)L__非鐵磁介質(zhì)

——與回路的匝數(shù)幾何形狀和大小周圍的磁介質(zhì)有關(guān)自感系數(shù)自感電動(dòng)勢(shì)——如果自感系數(shù)L為常數(shù)——總是和回路中電流的變化相反

自感——具有保持原有電流不變的特性自感系數(shù)——電磁慣性

單層密繞環(huán)形螺線管內(nèi)部充滿相對(duì)磁導(dǎo)率為μr的磁介質(zhì)的單位長(zhǎng)度上的匝數(shù)為n

軸線半徑R

求螺線管的自感系數(shù)

假設(shè)螺線管線圈中通有電流i

環(huán)形螺線管內(nèi)部的磁感應(yīng)強(qiáng)度管內(nèi)總的磁通量例題自感系數(shù)的計(jì)算

自感系數(shù)——比真空中的自感系數(shù)增加μr——和長(zhǎng)直螺線管的自感系數(shù)相同03電感線圈在無(wú)極燈中的應(yīng)用1無(wú)極燈工作原理無(wú)極燈工作原理示意圖04互感在無(wú)線充電器中的應(yīng)用1無(wú)線充電原理2互感系數(shù)1）互感現(xiàn)象一個(gè)導(dǎo)體回路中的電流發(fā)生變化在鄰近導(dǎo)體回路產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

2）互感系數(shù)回路1——電流i1Ψ21——回路1的磁場(chǎng)在回路2產(chǎn)生的總的磁通量回路2——電流i2Ψ12——回路2的磁場(chǎng)在回路1產(chǎn)生的總的磁通量穿過回路2總的磁通量穿過回路1總的磁通量M21——回路1對(duì)2的互感系數(shù)M12——回路2對(duì)1的互感系數(shù)——實(shí)驗(yàn)和理論表明——與兩個(gè)回路的匝數(shù)，幾何形狀和大小兩個(gè)回路的相對(duì)位置，周圍的磁介質(zhì)有關(guān)

互感系數(shù)M的定義回路1中的電流變化在回路2中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)如果互感系數(shù)M為常數(shù)回路2中的電流變化在回路1中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一般表示互感電動(dòng)勢(shì)總是反抗另外一個(gè)回路中電流的變化05LC振蕩電路工作原理

實(shí)驗(yàn)表明磁場(chǎng)具有能量——磁能1線圈的自感磁能線圈中自感電動(dòng)勢(shì)閉合電路的歐姆定律兩邊乘以電流i

積分電源做的功燈泡的焦耳熱克服自感電動(dòng)勢(shì)做的功斷開外電源——磁能全部轉(zhuǎn)換為焦耳熱線圈的磁能——自感磁能

——外電源克服自感電動(dòng)勢(shì)做的功線圈中的磁場(chǎng)能量——建立了線圈具有電流I時(shí)的磁場(chǎng)能——存儲(chǔ)在線圈中2磁場(chǎng)能量長(zhǎng)直螺線管——通有電流I自感磁能磁能密度