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神探贝斯特

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正文 293 电磁感应器 3
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    2磁通量Φ=bs {Φ:磁通量((z)b),b:匀强磁场的磁感应强度(t),s:正对面积(m2)} 计算公式△Φ=Φ1-Φ2 ,△Φ=b△s=blv△t。

    3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}。

    4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,t:所用时间,Δi/Δt:自感电流变化率(变化的快慢)}。

    △特别注意 Φ, △Φ ,△Φ/△t无必然联系,e与电阻无关 e=n△Φ/△t 。 电动势的单位是伏v ,磁通量的单位是韦伯(z)b ,时间单位是秒s。

    相关知识折叠

    电磁感应部分涉及两个方面的知识:

    一是电磁感应现象的规律。电磁感应研究的是其他形式能转化为电能的特点和规律,其核心是法拉第电磁感应定律和楞次定律。

    楞次定律表述为:感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。即要想获得感应电流(电能)必须克服感应电流产生的安培力做功,需外界做功,将其他形式的能转化为电能。法拉第电磁感应定律是反映外界做功能力的,磁通量的变化率越大,感应电动势越大,外界做功的能力也越大。

    二是电路及力学知识。主要讨论电能在电路中传输、分配,并通过用电器转化成其他形式能的特点规律。在实际应用中常常用到电路的三个规律(欧姆定律、电阻定律和焦耳定律)和力学中的牛顿定律、动量定理、动量守恒定律、动能定理和能量守恒定律等概念。

    三是右手定则。右手平展。使大拇指与其余四指垂直,并且都跟手掌在一个平面内。把右手放入磁场中。若磁力线垂直进入手心(当磁感线为直线时,相当于手心面向n极)。大拇指指向导线运动方向,则四指所指方向为导线中感应电流的方向。

    电磁学中,右手定则判断的主要是与力无关的方向。为了方便记忆,并与左手定则区分,可以记忆成:左力右电(即左手定则判断力的方向,右手定则判断电流的方向)。

    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}

    重要实验折叠

    在一个空心纸筒上绕上一组和电流计联接的导体线圈,当磁棒插进线圈的过程中,电流计的指针发生了偏转,而在磁棒从线圈内抽出的过程中。电流计的指针则发生反方向的偏转,磁棒插进或抽出线圈的速度越快,电流计偏转的角度越大但是当磁棒不动时,电流计的指针不会偏转。

    对于线圈来说,运动的磁棒意味着它周围的磁场发生了变化,从而使线圈感生出电流法拉第终于实现了他多年的梦想——用磁的运动产生电! 奥斯特和法拉第的发现,深刻地揭示了一组极其美妙的物理对称性:运动的电产生磁,运动的磁产生电。

    不仅磁棒与线圈的相对运动可以使线圈出现感应电流,一个线圈中的电流发生了变化。也可以使另一个线圈出现感应电流。

    将线圈通过开关k与电源连接起来,在开关k合上或断开的过程中,线圈2就会出现感应电流 如果将与线圈1连接的直流电源改成交变电源,即给线圈1提供交变电流。也引起线圈出现感应电流 这同样是因为,线圈1的电流变化导致线圈2周围的磁场发生了变化。

    相关定律折叠

    电磁感应定律折叠

    因磁通量变化产生感应电动势的现象,闭合电路的一部分导体在磁场里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。闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。导体中就会产生电流。这种现象叫电磁感应现象。产生的电流称为感应电流。这是初中物理课本为便于学生理解所定义的电磁感应现象,不能全面概括电磁感现象:闭合线圈面积不变。改变磁场强度,磁通量也会改变,也会发生电磁感应现象。所以准确的定义如下: 因磁通量变化产生感应电动势的现象。

    法拉第定律折叠

    有些物理学家注意到法拉第定律是一条描述两种现象的方程式:由磁力在移动中的电线中产生的运动电动势,及由磁场转变而成的电力所产生的感应电动势。就像理查德费曼指出的那样:

    所以“通量定则”,指出电路中电动势等于通过电路的磁通量变化率的,同样适用于通量不变化的时候,这是因为场有变化,或是因为电路移动(或两者皆是)……但是在我们对定则的解释里,我们用了两个属于完全不同个案的定律:“电路运动”的和“场变化”的。

    我们不知道在物理学上还有其他地方,可以用到一条如此简单且准确的通用原理,来明白及分析两个不同的现象。

    – 理查德p费曼《费曼物理学讲义》

    格里夫斯的书中也有类似陈述。

    感应电流折叠

    产生的条件

    1电路是闭合且通的。2穿过闭合电路的磁通量发生变化。

    3电路的一部分在磁场中做切割磁感线运动(切割磁感线运动就是为了保证闭合电路的磁通量发生改变)(如果缺少一个条件,就不会有感应电流产生)。

    电磁感应现象中之所以强调闭合电路的“一部分导体”,是因为当整个闭合电路切割磁感线时,左右两边产生的感应电流方向分别为逆时针和顺时针,对于整个电路来讲电流抵消了。

    电磁感应中的能量关系。

    电磁感应是一个能量转换过程,例如可以将重力势能,动能等转化为电能,热能等。

    科技应用折叠

    动圈式话筒的原理折叠

    在剧场里,为了使观众能听清演员的声音,常常需要把声音放大,放大声音的装置主要包括话筒,扩音器和扬声器三部分。话筒是把声音转变为电信号的装置。图2是动圈式话筒构造原理图,它是利用电磁感应现象制成的,当声波使金属膜片振动时,连接在膜片上的线圈(叫做音圈)随着一起振动,音圈在永久磁铁的磁场里振动,其中就产生感应电流(电信号),感应电流的大小和方向都变化,变化的振幅和频率由声波决定,这个信号电流经扩音器放大后传给扬声器,从扬声器中就发出放大的声音。(未完待续。。)

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