2021-07-25 11:28:53

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电磁感应(Electromagnetic induction)又称磁电感应现象,是指闭合电路的一部分导体磁场中作切割磁感线运动,导体中就会产生电流的现象。这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应现象,产生的电流叫做感应电流

基本信息

  • 中文名称

    电磁感应现象

  • 外文名称

    Electromagnetic induction

  • 又称

    磁电感应现象

  • 简介

    利用磁场产生感应电流

  • 发现时间

    1831年10月17日

  • 发现者

    法拉第

折叠 编辑本段 定义

闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时,导体中就会产生电流,这种现象叫电磁感应现象。而闭合电路中由电磁感应现象产生的电流叫做感应电流

折叠 编辑本段 现象发现

折叠 发现

1831年8月,法拉第把两个线圈绕在一个铁环上,线圈A接直流电源,线圈B接电流表。他发现,当线圈A的电路接通或断开的瞬间,线圈B中产生瞬时电流。法拉第发现,铁环并不是必须的。拿走铁环,再做这个实验,上述现象仍然发生,只是线圈B中的电流弱些。 为了透彻研究电磁感应现象,法拉第做了许多实验。1831年11月24日,法拉第向皇家学会提交的一个报告中,把这种现象定名为"电磁感应现象",并概括了可以产生感应电流的五种类型:变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体。法拉第之所以能够取得这一卓越成就,是同他关于各种自然力的统一和转化的思想密切相关的。正是这种对于自然界各种现象普遍联系的坚强信念,支持着法拉第始终不渝地为从实验上证实磁向电的转化而探索不已。这一发现进一步揭示了电与磁的内在联系,为建立完整的电磁理论奠定了坚实的基础。

折叠 发现者

迈克尔·法拉第(Michael Faraday,1791年9月22日~1867年8月25日)英国物理学家、化学家,也是著名的自学成才的科学家。生于萨里郡纽因顿一个贫苦铁匠家庭,仅上过小学。1831年,他作出了关于电力场的关键性突破,永远改变了人类文明。迈克尔·法拉第是英国著名化学家戴维的学生和助手,他的发现奠定了电磁学的基础,是麦克斯韦的先导。1831年10月17日,法拉第首次发现电磁感应现象,在电磁学方面做出了伟大贡献。他被称为"电学之父"。

折叠 意义

电磁感应现象是电磁学中最重大的发现之一,它显示了电、磁现象之间的相互联系和转化,对其本质的深入研究所揭示的电、磁场之间的联系,对麦克斯韦电磁场理论的建立具有重大意义。电磁感应现象在电工技术、电子技术以及电磁测量等方面都有广泛的应用。

折叠 编辑本段 产生条件

1.闭合回路

2.穿过闭合电路的磁通量发生变化

(如果缺少一个条件,就不会有感应电流产生)

折叠 编辑本段 相关定则

折叠 右手定则

右手定则简单展示了载流导线如何产生一个磁场。伸开右手,使大拇指跟其余四个手指垂直,并且都跟手掌在一个平面内,把右手放入磁场中,让磁感线垂直穿过手心(即手心正对磁场N极方向),大拇指指向导体运动的方向,那么其余四个手指所指的方向就是感应电流的方向。

折叠 左手定则

左手定则则反映了带电粒子(载流导线)在磁场中的受力情况。伸开左手,使大拇指跟其余四个手指垂直,并且都跟手掌在一个平面内,把左手放入磁场中,让磁感线垂直穿过手心,四指指向带电粒子运动(电流所指)方向,则大拇指的方向就是导体受力的方向。

折叠 编辑本段 相关计算

假设闭合电路是一个n匝的线圈,可表示为:式中n为线圈匝数,ΔΦ为磁通量变化量,单位Wb ,Δt为发生变化所用时间,单位为s,ε 为产生的感应电动势,单位为V

感应电动势计算

1)E=nΔΦ/Δt(普适公式){法拉第电磁感应定律,E:感应电动势(V),n:感应线圈匝数,ΔΦ/Δt:磁通量的变化率}

2)E=BLVsinA(切割磁感线运动)E=BLV中的v和L不可以和磁感线平行,但可以不和磁感线垂直,其中sinA为v或L与磁感线的夹角。 {L:有效长度(m)}

3)Em=nBSω(交流发电机最大的感应电动势) {Em:感应电动势峰值}

4)E=BLLω/2(导体一端固定以ω旋转切割) {ω:角速度(rad/s),V:速度(m/s)}

磁通量

磁通量Φ=BS {Φ:磁通量(Wb),B:匀强磁场的磁感应强度(T),S:正对面积(㎡)}

感应电动势

感应电动势的正负极可利用感应电流方向判定{电源内部的电流方向:由负极流向正极}

自感电动势

自感电动势E自=nΔΦ/Δt=LΔI/Δt{L:自感系数(H)(线圈L有铁芯比无铁芯时要大),ΔI:变化电流,Δt:所用时间,ΔI/Δt:自感电流变化率(变化的快慢)}

折叠 编辑本段 现象利用

利用电磁感应现象可以制成发电机,实现机械能转化为电能。

生活中的电磁炉也正是电磁感应的应用

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