1.法拉第定性實驗
法拉第給出了感應(yīng)電動勢的定性實驗結(jié)果，倫茨于1834年給出了感應(yīng)電動勢方向與磁通量的關(guān)系。M.Pixii發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象可以引起磁體產(chǎn)生較大的偏轉(zhuǎn)。金箔驗電器。 需要指出的是，法拉第裝置并不能保證磁通量的線性變化，因此需要另尋方法來求公式。
這里，我想提一下，法拉第在解釋電磁感應(yīng)現(xiàn)象的原因時，提出了一個新概念“電緊張態(tài)”。 他認(rèn)為磁力線數(shù)量的變化引起了“電緊張狀態(tài)”的變化。 這產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢。
2.電動勢定量表達(dá)的研究
定量公式由Weber和在1840年代基于韋伯力和電動力勢證明：
1.韋伯推導(dǎo)出動電動勢公式
韋伯將韋伯力所做的功轉(zhuǎn)化為電磁感應(yīng)電能，推導(dǎo)出動電動勢的表達(dá)式（韋伯力是韋伯根據(jù)庫侖定律和原始安培公式導(dǎo)出的帶電粒子之間的電磁相互作用）。 但后來發(fā)現(xiàn)，原來作為韋伯力公式基礎(chǔ)的安培公式是錯誤的。 為了解釋霍爾效應(yīng)，最終確定磁力不是像麥克斯韋所說的那樣作用在載流導(dǎo)線上，而是作用在電流上。 同時感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，羅蘭的轉(zhuǎn)盤實驗表明，移動的電荷可以產(chǎn)生磁場，滿足安培定律。 因此，確定電流的本質(zhì)是導(dǎo)體中電荷的定向運(yùn)動引起的，那么安培力的微觀本質(zhì)就是運(yùn)動的電荷。 由力引起（雖然之前也有關(guān)于帶電流體和帶電粒子的假說，但直到羅蘭的實驗后才真正得到證實）。 因此，qv 和Idl 在磁意義上是等價的。 盡管最初的安培力公式可以解釋長直導(dǎo)線和閉合導(dǎo)體的磁力，但永遠(yuǎn)無法找到孤立的電流元件。 但在發(fā)現(xiàn)陰極射線之后，安培公式可以通過測量兩個帶電粒子之間的磁力來檢驗，但最終安培原來的安培公式并沒有得到滿足。 相反，帶電粒子之間的磁力是橫向力，即電流元件之間的磁力應(yīng)該是橫向力。 一般來說，真正符合洛倫茲力公式F=qvtimes B的是德國物理學(xué)家1846年提出的力公式，即F=Idltimes B
因此，現(xiàn)在一般采用洛倫茲力公式來推導(dǎo)動電動勢。
2.紐曼感應(yīng)電動勢公式
紐曼（）根據(jù)最終導(dǎo)致感應(yīng)線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流時遇到電阻的相互作用能的變化，推導(dǎo)出感應(yīng)電動勢的公式。 但紐曼的問題是電動勢和電動勢之間不存在真正的關(guān)系。 因此，紐曼雖然提出了公式，但還需要進(jìn)一步的實驗檢驗。 下面介紹紐曼的證明。
證明：
根據(jù)畢奧-薩伐爾定律，線圈的磁感應(yīng)強(qiáng)度為：
B=ki'int_{l'}^{}frac{dl'×e_{r}}{r^2}=ki'int_{l'}^{}(▽×frac{dl'} {r})=k▽×(i'int_{l'}^{}frac{dl'}{r})
根據(jù)安培定律，感應(yīng)線圈受到感應(yīng)線圈的力和扭矩。 諾依曼將感應(yīng)線圈視為由許多磁性分子組成的磁殼。 每個磁性分子的磁矩為dM=idS，S為線圈面積，i為感應(yīng)線圈的電流強(qiáng)度。 這些磁性分子在受到感應(yīng)線圈作用時的相互作用能為：
dU_{i}=B·dM=iB·dS
積分可以得到兩個線圈的總相互作用能：
U_{i}=iint_{S}^{}B·dS
并且因為向量公式
frac{e_{r}}{r^2}=-▽frac{1}{r}
U_{i}=iint_{S}^{}B·dS =ki'iint_{S}^{}int_{l'}^{}frac{dl'×e_{r}}{ r^2}·dS =ki'iint_{S}^{}int_{l'}^{}(▽×frac{dl'}{r})·dS
根據(jù)斯托克斯公式：
U_{i} =ki'iint_{l}^{}int_{l'}^{}frac{dl'·dl}{r}
諾伊曼將電動勢 A 定義為（對于 cgs 電磁單元系統(tǒng) - emu）：
A=i'int_{l'}^{}frac{dl'}{r}
那么對于cgs電磁單元系統(tǒng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度可寫為：
B=▽×(i'int_{l'}^{}frac{dl'}{r})=▽×A
諾依曼假設(shè)感應(yīng)電動勢與 i'int_{l}^{}int_{l'}^{}frac{dl'·dl}{r} 的時間變化率成正比
因此，考慮楞次定律，感應(yīng)電動勢的公式具有以下形式，并帶有負(fù)號： E=-fractxrzbvzd{dt}i'int_{l}^{}int_{l'} ^{} frac{dl'·dl}{r} =-int_{l}^{}frac{ A}{ t}·dl =-frac{ }{ t}int_{ S}^ {}▽×A·dS =-frac{d }{dt}int_{S}^{}B·dS
綜上所述，E=-frac{dPhi}{dt}
可見，這就是法拉第電磁感應(yīng)定律的公式。 麥克斯韋看到諾依曼的推導(dǎo)后，直接將矢量勢A與法拉第的電緊張態(tài)聯(lián)系起來，并稱A為電緊張函數(shù)。 麥克斯韋提出渦旋電場假說后，渦旋電場進(jìn)一步與矢量勢A相關(guān)，因為渦旋電場正好等于矢量勢隨時間的變化率，即電張力隨時間的函數(shù)。
3.亥姆霍茲電磁感應(yīng)定律的推導(dǎo)
亥姆霍茲發(fā)現(xiàn)法拉第的電磁感應(yīng)現(xiàn)象可以從能量守恒原理推導(dǎo)出來，亥姆霍茲的研究成果在他的論文《論力守恒定律》中給出。 繼亥姆霍茲之后，威廉·湯姆森也采取了類似的方法。 然而，亥姆霍茲沒有實驗依據(jù)來相信電磁感應(yīng)能量是守恒的。 此外，亥姆霍茲忽略了電流或動能的變化。 但讓我們介紹一下亥姆霍茲的方法。
證明：
亥姆霍茲考慮了電路 1，其中總電阻為 R，電流為 i，電池電動勢為 A。
該電路1與另一電路2之間存在相互作用的磁力，使得兩者之間存在勢能U，從而存在磁勢V，滿足V=U/i。 顯然，這個勢能就是紐曼所說的 ii'int_{l}^{}int_{l'}^{}frac{dl'·dl}{r}，所以 V=i'int_{ l} ^{}int_{l'}^{}frac{dl'·dl}{r} 。 根據(jù)紐曼的上述研究，磁勢V的變化率就是磁通量的變化率。
當(dāng)認(rèn)為感應(yīng)電流I沒有明顯變化時，因為di 主站蜘蛛池模板： 尚义县| 万年县| 兴城市| 成武县| 松桃| 仁化县| 宜春市| 陆川县| 监利县| 松溪县| 吉木乃县| 罗城| 中牟县| 新邵县| 浪卡子县| 张北县| 揭东县| 板桥市| 桓仁| 湖南省| 金塔县| 辽宁省| 怀宁县| 阿坝| 从江县| 香港 | 东乡族自治县| 临安市| 珠海市| 金湖县| 浮山县| 丰台区| 西吉县| 永兴县| 留坝县| 绵阳市| 历史| 聂拉木县| 锦州市| 云和县| 康定县|
