电磁感应定律课件

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电磁感应电磁场的相对论变换

电磁感应现象发现的意义

在电工技术中，运用电磁感应原理制造的发电机、感应电动机和变压器等电器设备为充分而方便地利用自然界的能源提供了条件

在电子技术中，广泛地采用电感元件来控制电压或电流的分配、发射、接收、和传输电磁信号

在电磁测量中，除了许多重要电磁量的测量直接应用电磁感应原理外，一些非电磁量也可用之转换成电磁量来测量，从而发展了多种自动化仪表*§3-1电磁感应定律1.1电磁感应现象

1、几个演示实验

实验一*实验二实验三

以上三个实验得到：不管用什么方法、只要使线圈A处的磁场发生变化，线圈A中就会产生感应电流。*实验四

实验四的结论：把感应电流的起因只归结成磁场变化的认识，是不够完全的

结论：当穿过闭合回路的磁通量发生变化时，回路中就产生感应电流。这也就是产生感应电流的条件*1.2电动势

在有电阻的回路中维持恒定电流，不能只靠静电力静电场的基本性质

除了在超导体中，要维持恒定电流，必须有非静电力用表示作用在单位正电荷上的非静电力

在能够形成恒定电流的闭合回路L里，非静电力沿L移动电荷必定作功，即*

电动势的定义非静电场力的上述环路积分为该闭合回路里的电动势，并记作E

电动势的单位（在国际电位制中）伏特（V）

说明电动势的概念不限于闭合电路，它所驱动的电流也不一定是恒定的。甚至于在没有导体的地方，也可以用此式来定义一个电动势

感应电动势的定义由于磁通量的变化而引起的电动势

感应电动势比感应电流更能反映电磁感应现象的本质。当回路不闭合的时候，也会发生电磁感应现象，这时并没有感应电流，而感应电动势却仍然存在。

结论当穿过回路的磁通量发生变化时，回路中就产生感应电动势。*1.3法拉第定律设时刻穿过导线回路的磁通量是设时刻穿过导线回路的磁通量是内穿过回路的磁通量的变化是磁通量的变化率反映了磁通量变化的快慢和趋势。

法拉第电磁感应定律导体回路中感应电动势E

的大小与穿过回路磁通量的变化率成正比*

如果的单位用Wb，时间单位用s，E的单位用V,则k=1

对于多匝线圈——磁通匝链数或全磁通如果穿过每匝线圈的磁通量相同*例题1(P156)

如图3-5，磁感应强度为B＝1000Gs的均匀磁场垂直纸面向里，一矩形导体线框ABCD平放在纸面内，线框CD边可以沿着AD和BC边滑动。设CD边的长度为l＝l0cm，向右滑动的速度为v＝1.0m/s.求线框中感应电动势的大小。*解设BC之间的距离为s，通过线框ABCD的磁通量为带入数据得例题2(P157)

把磁棒的一极用1.5s的时间由线圈的顶部一直插到底部。在这段时间内穿过每一匝线圈的磁通量改变了5.0x10-5Wb，线圈的匝数为60，求线圈中感应电动势的大小。若闭合回路的总电阻为800欧姆，求感应电流的大小。*感应电动势的方向问题

先标定回路的绕行方向和回路边界所围曲面的法线方向n。回路的绕行方向和法线方向n之间符合右手定则确定、的正负，利用确定感应电动势的方向*

在任何情况下，而且无论回路的绕行方向怎样选择，感应电动势的正负总是与磁通量变化率的正负相反。*1.4楞次定律楞次定律内容闭合回路中感应电流的方向，总是使得它所激发的磁场来阻止引起感应电流的磁通量的变化(增加或减少).用楞次定律判断感应电流方向的步骤

(1)判明穿过闭合回路的磁通量沿什么方向，发生什么变化(增加还是减少)

(2)根据楞次定律来确定感应电流所激发的磁场沿何方向〔与原来的磁场反向还是同向〕(3)根据右手定则从感应电流产生的磁场方向确定感应电流的方向用楞次定律判断例题1（p156）感应电流方向**楞次定律的另一种表述感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因。

感应电流只有按照楞次定律所规定的方向流动才能符合能量守恒定律——感应电流在闭合回路中流动时将释放焦耳热。根据能量守恒和转化定律，这部分热只可能从其它形式的能量转化而来。说明效果感应电流所激起的磁场感应电流出现而引起的机械作用原因磁通量的变化引起磁通量变化的相对运动回路的形变*1.5涡电流和电磁阻尼

涡电流——大块金属处于变化磁场中或在磁场中运动时，其中产生的感应电流呈涡旋状

大块金属电阻小，涡电流大，释放大量热量*高频感应炉的结构及原理利用涡流加热的优点无接触加热把金属和坩埚等放在真空室加热，可以使金属不受玷污，并且不致在高温下氧化加热的效率高，速度快涡流的有害之处——产生涡流损耗*变压器铁芯中的涡流损耗及其改善措施

涡流损耗——铁芯中通过交变电流时，由于涡流而损耗的能量