定義
由于磁通量的變化而產生感生電動勢的現象(當閉合電路的導體的一部分在磁場中移動,切割磁力線時,導體中就會產生電流。這種現象叫做電磁感應。)。
當閉合電路的導體的一部分在磁場中移動,切割磁通線時,導體中就會產生電流,這種現象叫做電磁感應,產生的電流叫做感應電流。
這是初中物理教材為了方便學生理解而定義的電磁感應現象。它不能完全概括電磁感應現象:如果閉合線圈面積不變留學之路,改變磁場強度,磁通量也會改變,也會產生電磁感應。因此準確的定義是:磁通量變化而產生感應電動勢的現象。
發現者
許多物理學家試圖尋找其逆效應,并提出了磁能不能產生電、磁能不能作用于電的問題。他們無意中發現金屬對附近磁針的振蕩有阻尼作用。1824年,阿拉戈根據這一現象做了銅盤實驗,發現旋轉的銅盤會帶動上面自由懸掛的磁針轉動,但磁針的轉動并不與銅盤同步,略有滯后。電磁阻尼和電磁驅動是最早發現的電磁感應現象,但并未直接表現為感應電流,當時無法解釋。
1831年8月,法拉第在軟鐵圓環兩邊繞制兩個線圈,其中一個線圈為閉合環路,導線下端平行放置磁針,另一個線圈接上電池組和開關,組成帶電源的閉合環路。實驗發現,當接上開關時,磁針發生偏轉;當斷開開關時,磁針向相反方向偏轉,說明不接電池組的線圈中出現了感應電流。法拉第立即意識到這是一種非恒定的瞬態效應。他隨后進行了數十次實驗,把產生感應電流的情況歸納為變化的電流、變化的磁場、移動的恒定電流、移動的磁鐵和導體在磁場中移動五類,并正式把這些現象命名為電磁感應。此外,法拉第還發現,在同樣的條件下,不同金屬導體的環路中產生的感應電流與導體的電導率成正比。他由此認識到感應電流是由與導體性質無關的感應電動勢產生的,即使沒有回路,沒有感應電流,感應電動勢依然存在。
后來又給出了決定感應電流方向的楞次定律和法拉第電磁感應定律電磁感應定律,描述了電磁感應的定量規律。根據產生原因的不同,感生電動勢又分為動生電動勢和感應電動勢兩種。前者來源于洛倫茲力,后者來源于變化的磁場產生的旋轉電場。
電磁感應現象不應與靜電感應混淆[1]。電磁感應將電動勢與通過電路的磁通量聯系起來,而靜電感應是利用另一個帶電物體使一個物體帶電的過程。
法律簡介
電磁感應現象是電磁學中最重要的發現之一,它揭示了電場與磁現象之間的相互聯系和轉化。深入研究其本質,揭示電場與磁場之間的聯系,對麥克斯韋電磁場理論的建立具有重要意義。電磁感應現象在電工技術、電子技術、電磁測量等領域有著廣泛的應用。
若閉合電路為n匝線圈,則可表示為:式中,n為線圈匝數,ΔΦ為磁通變化量,單位Wb,Δt為變化所用時間,單位V。
計算公式
1.【感應電動勢大小計算公式】
1)E=nΔΦ/Δt(普適公式){法拉第電磁感應定律,E:感應電動勢(V)電磁感應定律,n:感應線圈的匝數,ΔΦ/Δt:磁通變化率}
2)E =(切割磁力線)E = BLV v和L不能平行于磁力線,但可以不垂直于磁力線,其中sinA為v或L與磁力線的夾角。{L:有效長度(m)}
3)Em = nBSω(交流發電機的最大感應電流