求该环形线圈的电感教学课件

第六章:电磁感应第六章电礅感应作业:6-1,6-26-4,6-76-11013年4月9日星期二电磁场与电磁波第六章:电磁感应第六章电礅感应主要内容电磁感应定律、自感与互感、磁场能量与力1.电磁感应定律2.电感3.磁场能量4.磁场力013年4月9日星期二电磁场与电磁波第六章:电磁感应时间慢变电磁场的主要特征对于静电场和恒定磁场,场源为静止电荷和恒定电流,场量为电场强度、电通密度、磁通密度和磁场强度,它们均不随时间变化。另外,静电场的场量与恒定磁场的场量是相互独立的。如果场源是时间的函数,那么,场量也是时间的函数。设场点与场源之间的空间距离为L,场源的变化需要花费一个推迟时间才能传递到场点。对于自由空问,第7章将会看到,电磁扰动的传播速度是光速,大小为c=3×103[m/s因此,自由空间中电磁扰动从场源传递到场点的推迟时问为假设场源和场量随时间变化的规律为正弦函数,称之为正弦电磁场,或者时谐电磁场。设正弦电磁场的频率为f,则可得周期为T=1/[s第六章:电磁感应如果正弦电磁场的频率f很低:使得r<<T=1/f那么,电磁扰动从场源到场点的推迟时间可忽略不计上述条件称为时变电磁场的低频近似条件,满足低频近似条件的时变电磁场称为时间慢变电磁场,也称为准静态电磁场对于时间慢变电磁场,有一个新的实验定律,称之为法拉第电磁感应定律。该定律表明,时变磁场会产生时变电场.另外,法拉第电磁感应定律对时变电磁场是普遍适用的时闻慢变电磁场忽咯了推迟时间效应,场源和场量随附间变化是同时的。如果采用波长来描述低频近似条件,则有L/c<<1/fL<<c/=2从场点与场源之间的空间距离远小于波长。013年4月9日星期二电磁场与电磁波第六章:电磁感应1.电磁感应定律穿过曲面S的磁通量定义为B·dS当闭合线圈中的磁通随时间变化时,线圈中产生的感应电动势e为d④式中电动势e的正方向与磁通方向构成右旋关系。当磁通增加时,感应电动势的实际方向与磁通方向构成左旋关系;反之,当磁通减少时,电动势的实际方向与磁通方向构成右旋关系。013年4月9日星期二电磁场与电磁波第六章:电磁感应感应电流产生的感应磁通方向总是阻碍原有磁通的变化,所以感应磁通又称为反磁通。感应电场强度E沿线圈回路的闭合线积分等于线圈中的感应电动势,即d④E-dl=e又知φ=「B.dS,得上式称为电磁感应定律,它表明时变磁场可以产生时变电场。013年4月9日星期二电磁场与电磁波第六章:电磁感应约瑟亨利(JosephHenry,1797年-1878年)是一位美国科学家,是美国促进科学研究所的创始成员之一,也是史密森尼学会首任会长。他被认为是本杰明富兰克林之后最伟大的美国科学家之一,对于电磁学贡献颇大。他于1830年的独立研究中发现法拉第电磁感应定律,比法拉第早发现这一定律,但其并未公开此发现。电感的国际单位制导出单位亨利(H)就是以约瑟·亨利来命名的电磁感应定律是迈克尔法拉第(MichaelFaraday,1791年-1867年)于1831年发现的,约瑟亨利则是在1830年的独立研究中比法拉第旱1年发现了这一定律,但其并未发表此发现,故这个定律被命名为法拉第电磁感应定律。波罗的底海德国科学家海因里希愣次(Heinrichlen,1804年-1865年)于1834年发现了楞次定律,提供了感应电动势的方向,以及生成感应电动势的电流方向2019年4月9日星期二电磁场与电磁波第六章:电磁感应根据旋度定理,由上式得aBE)+ds=0at该式对于任一回路面积S均成立,因此,其被积函数一定为零,即此为电磁感应定律的微分形式。它表明某点磁通密度的时间变化率负值等于该点时变电场强度的旋度。电磁感应定律是描述时变电磁场著名的麦克斯韦方程组中的方程之2019年4月9日星期二电磁场与电磁波第六章:电磁感应2.电感在线性介质中,单个闭合回路电流产生的磁通密度与回路电流Ⅰ成正比,因此穿过回路的磁通也与回路电流Ⅰ成正比。与回路电流Ⅰ交链的磁通称为回路电流/的磁通链,以y表示。令y与I的比值为L,即L=式中L称为回路的电感,单位为H(亨)。电感又可理解为与单位电流交链的磁通链013年4月9日星期二电磁场与电磁波第六章:电磁感应单个回路的电感仅与回路的形状及尺寸有关,与回路中电流无关。磁通链与磁通不同,磁通链是指与某电流交链的磁通