第8章-电磁感应PPT课件

.第1，8章，不断变化的电磁场。2，8.1电磁感应定律，8-1-1法拉第电磁感应定律，实验1:棒状磁铁插入或拔出线圈电路时线圈电路发生电流，磁铁相对于线圈固定时电路不存在电流。3，实验2:(用电源线圈代替条形磁铁)。)，1 .如果电流经过的父线圈相对于子线圈移动，则在线圈回路内产生电流。2 .如果父线圈相对于父线圈固定电流，父线圈中的电流变更，则子线圈电路也会产生电流。4，实验3:将封闭回路放置在一定磁场b，导体棒滑动导体轨道时，电路内产生电流。结论：当通过闭合回路的磁链速度发生变化时，由于某种原因，该变化在回路中产生电流。这种现象称为电磁感应现象。电磁感应现象中产生的电流称为感应电流，其电动势称为感应电动势。5，法拉第电磁感应定律，当通过电路包围面积的磁链速度发生变化时，电路产生的感应电动势与通过电路的磁链速度与时间变化率的负值成正比。表达式的负号反映了电动势的方向，是伦茨定律的数学表达式。6，符号法则指定，(1)回路的随机绕道方向。(2)当回路的磁电感方向与回路的绕道方向和右侧螺旋关系时，磁光为正()，反之为负(-)。(3)电路的感应电动势方向为正(当与绕道方向相符时)，反之为负。7、8，对于由n转导线组成的线圈：总磁通量：磁通量链数：螺栓、9，闭合线圈电路的电阻为r，感应功率：感应电流：结论：t1到T2小时之间的感应功率与线圈电路的总磁通量变化量成正比，无论总磁通量变化的速度如何。10，8-1-2伦茨的定律，伦茨的定律：(1)发生电磁感应时，导体电路中感应电流的方向总是使其本身刺激的磁场通过电路区域的磁通量，阻止引起感应电流的磁通量变化。11，(2)感应电流的效果总是反抗感应电流的原因。12，解决方案：示例1。长直线导线通过电流，旁边是共面矩形线圈ABCD。寻找：线圈的感应电动势。13，8.2动态电动势感应电动势根据磁通变化的原因分为两个案例进行讨论。动态电动势：在恒定磁场中运动的导体产生的感应电动势。感应电动势：导体不动，磁场变化引起的感应电动势。注意：运动电动势和感应电动势只是相对概念。14，8-2-1动态电动势，洛伦兹力对运动导体的电子作用：Ii，不是静电场：电动势：15，示例2。矩形导体的线框，宽度为l，形成运动导体棒和闭合回路。导体棒1速度v作为均匀直线运动时，寻找电路内的感应电动势。解决方案：方法1，电动势方向ab，16，方法2:17，示例3。长度为l的铜杆，在均匀磁场b中以角速度垂直于磁场方向的平面中以恒定速度旋转。找出杆两端之间感应电动势的大小。解决方案：动态电动势方向：A0，18，方法2，19，示例4。长直线导体的通过电流I=10A，长度L=0.2m的金属杆与导体垂直共面。寻找杆在平行和长直线线材以固定速度移动(速度v=2m/s)时产生的动态电动势。解决方案：20，8-2-2感应电动势和感应电场，变化的磁场在周围空间刺激感应电场。1861年，麦斯威尔假定中央电场：中央电动势：21，法拉第电磁感应定律，电磁场的基本方程之一：(1)提出了变化磁场能刺激电场的假说。(2)感应电场的循环不等于0。这是感应电场，因此也被称为“涡流电场”。结论：22，表达式中的减号表示感应电场与磁场增大方向相同，具有左手螺旋关系。感应电场和静电场的区别：(1)静电场是由静止电荷产生的，感应电场是由变化的磁场引起的。，(2)静电场是保守场，循环为0。电力线从正电荷开始，到负电荷结束。感应电场是非守恒场，循环不等于零。电力线是闭合的曲线。23、示例5。半径为r的圆柱空间的区域，充满了均匀的磁场。据悉，磁感应强度的变化率大于0，是一定量。问任意半径r下感应电场的大小和在杆AB下感应电动势。解决方案：(1)，24，(2)，25，26、27，8-2-3涡流，如果大导体放置在变化的磁场中，则在导体内部产生感应电流。这种电流在导体内形成了自己的闭环，因此被称为涡流电流。28，电磁感应炉，电子电饭锅，29，8.3磁感和互感，8-3-1磁感是随着通过电路的电流变化而通过磁路的磁力线发生变化，从而在电路本身产生感应电动势的现象称为“磁觉现象”。产生的电动势称为“磁电感电动势”。30，L称为自感缩写。单位：亨利(h)，磁感应l取决于回路线圈本身的特性(回路大小、形状、周围介质等)。31，如果电路本身的性质不随时间变化：结论：电路的磁电感，电流随时间变化的速率为1个单位，则电路产生磁电感绝对值。样式中的负号(-)表示磁电动势的方向总是阻碍自身回路电流的变化。32，示例6。长度为l的螺线管，横截面为s，完整线圈斜向进刀为n，管道的磁性介质为磁导率。求磁角系数。解决方案：线圈体积：33，示例7。有由两个“无限”同轴圆筒形导体组成的电缆，其中充满了磁导率为磁导率的磁介质，电流I从内筒中流出，从外筒中流出。内筒半径和外筒半径分别为R1和R2，以查找长度为l的导线的自感知系数。解决方案：34，8-3-2互感，一个电流传递电路中的电流发生变化，从而产生另一个相邻电路中的感应电流的现象称为“互感现象”，因此产生的电动势称为“互感电动势”。m是互感缩写互感，单位为“Henry”(H)，35，根据法拉第电磁感应定律：m如果不变：36，结论：互感系数在一个线圈的时间内电流的变化率为一个单位时，在另一个线圈中产生互感电动势的绝对值。表示式的负号表示一个电路中产生的互感电动势抵抗另一个电路中的电流变化。37，示例8。长度1米，恢复的区域S=10cm2，N1=1000位于以旋转线圈为中心的长直线螺线管中间和N2=20旋转线圈上。(1)互感计算(2)电路1中电流的变化率为10A/s。找到电路2引起的互感电动势。(3)M和l的关系。解决方案：38，相等：典型情况：k表示“联接系数”，39，示例9。在磁导率均匀的无限磁介质中，具有无限直线导线，在与横向长度分别为b和l的矩形线圈相同的平面上寻找互感。解决方案：40，8.4磁场能量，8-4-1磁导率，磁电动势：回路方程：两侧Idt，电源操作乘以41，在电阻中消耗的焦耳热，功率力抵抗磁电感电动势而转换为磁场的能量。磁场的能量：42，8-4-2磁场的能量，长直线螺线管的例子，磁场的能量密度：43、是10。由半径为R1和R2的两个同心圆柱组成的长直同轴电缆，电缆具有一定的电流I，形成通过内层流入外部流出的电路。用l计算长电缆的磁场能量。解决方案：44，方法2:先自感，45，8.5位移电流，8-5-1位移电流，稳定电流条件下的安培回路清理：S1面，S2面，46，板块之间的电位差通量：因此，47，48，8-5-2全电流安培环路定律，总电流(I):传导电流I0和位移电流Id的对数总和。整个电流安培环路定理：沿任意闭合回路的磁场强度回路等于通过此闭合回路包围的表面的总电流。49，结论：传导电流和位移电流都可以刺激涡流磁场。，位移电流和传导电流的区别：传导电流在宏观方向上移动大量自由电荷，而位移电流的本质是关于电场的变化率。50，是11。半径R=0.1m的两个圆板构成了平面电容器。现在均匀充电，电容器的两个磁极之间的电场变化率为1013V/ms。寻找板之间的位移电流和轴r上的磁感应强度。解决方案：51，52，8.6麦克斯韦方程电磁波，8-6-1麦克斯韦方程，53，麦克斯韦方程的微分形式：麦克斯韦电磁理论的特征：电场和磁场以及时间空间的明显对称性。物理概念创新；逻辑系统严格。数学简单漂亮。优秀的演绎方法；54，8-6-2电磁振动，电磁振动：电荷和电流，电场和磁场随时简化周期变化的现象。LC振荡回路：55，LC电路的振荡过程，56，电容器电压：电路方程式：磁感应：57，电流：电能：频率：周期：电压：58，LC电路中电流、电压、电荷随时与简单谐振器交互。结论：场强：磁场能量：LC电路的总能量：59，8-6-3电磁波，电磁波有效发射的两个条件：振荡频率要高，电路要开放。振荡频率：60，61，平面电磁波的主要特性：(1)电磁波是横波。电矢量与磁矢量互垂，电磁波传播的方向。(2)电矢量等于磁矢量的振动相位。62，(3)电磁波的传播速度为：(4)真空中电磁波的传播速度为：(5)电磁波的能量流密度(梯度向量):平均能量流密度：63，电磁波的能量流密度：平均能量流密度：发射功率：64，8-6-4电磁波谱，65，电波的波长范围和用途：电波，66，红外：0.6mm至760nm