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感應電壓和“感應電流”有什么區別呢??

更新時間:2024-04-07 文章作者:佚名 信息來源:網絡整理 閱讀次數:

電感器(線圈)反射的電流的阻礙不是安培力或磁場力,而是電場力。VRL物理好資源網(原物理ok網)

根據麥克斯韋方程組的第三個方程——法拉第定律:曲面上磁通量的變化率等于感應電場的環流電流; 簡單的說法是:感應電場等于單位時間內磁通量的變化,即:V=dφ/dt。 那么我們實際得到的是感應電壓:“感應電動勢”,而感應電流就是由“感應電動勢”產生的。 感應電流的方向與感應電動勢的方向相同,所以我們只需了解電感器(線圈)感應的電動勢,就可以了解感應電流。VRL物理好資源網(原物理ok網)

以變??壓器為例,了解“感應電壓”和“感應電流”的問題:能量通過磁場的變化在初級側和次級側之間傳遞。 當我們在初級側加上交流電壓并在次級側掛上負載時,我們可以測量負載兩端的交流電壓和交流電流。 那么就有一個問題:變壓器的次級側是先產生交流電流,然后讓電流流過負載產生電壓(電流源),還是先產生交流電壓,然后產生電流(電壓來源)?VRL物理好資源網(原物理ok網)

感應電流VRL物理好資源網(原物理ok網)

好的,接下來我們斷開次級側的負載,那么次級側肯定不會有電流流過(i2 = 0)。 如果是電流源,就不會有電壓。 如果我們測試副邊電壓,我們會發現副邊開路電壓與帶負載時的電壓相同(副邊電壓不隨負載變化)。 解釋磁場的變化會產生電壓。VRL物理好資源網(原物理ok網)

接下來我們系統地看一下這個問題。VRL物理好資源網(原物理ok網)

1.電磁感應定律VRL物理好資源網(原物理ok網)

電磁感應定律又稱為法拉第電磁感應定律:電磁感應現象是指因磁通量變化而產生感應電動勢的現象。 例如,當閉合電路中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。 產生的電流稱為感應電流,產生的電動勢(電壓)稱為感應電動勢。VRL物理好資源網(原物理ok網)

——法拉第的大量實驗總結了電磁感應定律:電路中感應電動勢的大小與通過電路的磁通量的變化率成正比。 若感應電動勢為E,則E=n*ΔΦ/Δt。 這也是發電機的基本原理。VRL物理好資源網(原物理ok網)

楞次定律:電磁感應電流產生的磁場總是阻礙引起感應電流的磁通量的變化。 即,隨著磁通量變大,產生的電流趨向于變?。?并且隨著磁通量變小,產生的電流趨于變小。 總的趨勢(線圈對電流的作用是:來、拒絕、去、留)。 楞次定律是一種電磁定律,用于確定電磁感應產生的電動勢的方向(電磁感應定律的電場方向)。VRL物理好資源網(原物理ok網)

法拉第電磁感應定律是以法拉第1831年的實驗為基礎的。俄國物理學家海因里?!だ愦卧诳偨Y大量實驗事實后,總結出一條判斷感應電流方向的規則,稱為楞次定律。 。 于是我們厘清兩者的關系:法拉第發現了電磁感應現象,稱為電磁感應定律,楞次提出了判斷電磁感應具體方向的標準,稱為楞次定律。VRL物理好資源網(原物理ok網)

那么我們如何確定感應電動勢的方向呢?VRL物理好資源網(原物理ok網)

1、感應電流方向的判斷——楞次定律VRL物理好資源網(原物理ok網)

應用楞次定律確定感應電流的方向。 步驟如下(如下圖所示):VRL物理好資源網(原物理ok網)

1、首先判斷原磁通量通過回路的方向以及原磁通量是增加還是減少;VRL物理好資源網(原物理ok網)

2、根據楞次定律的含義,確定回路中感應電流產生的磁通方向;VRL物理好資源網(原物理ok網)

——感應電流磁場應阻礙原有磁通量的變化,即:來而不肯留。VRL物理好資源網(原物理ok網)

3、根據環路內部的環路電流產生的磁場方向(右手螺旋定則),感應電流的方向由感應電流的磁通方向(增加、反向和減少);VRL物理好資源網(原物理ok網)

4、右手螺旋定則(安培定則):表示電流與電流激發的磁場的磁力線方向關系的規則。VRL物理好資源網(原物理ok網)

感應電流VRL物理好資源網(原物理ok網)

感應電流VRL物理好資源網(原物理ok網)

——直通電導線的安培法則:再次伸出你的全能右手,用右手握住直通電導線,讓拇指指向直導線中電流的方向。 然后四個手指指向通電導線周圍磁場的方向。VRL物理好資源網(原物理ok網)

——通電螺線管的安培法則:用右手握住通電螺線管,讓四個手指指向電流方向。 那么大拇指所指的一端就是通電螺線管的N極。VRL物理好資源網(原物理ok網)

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那么,我們來看看左手定則和右手定則指的是什么。VRL物理好資源網(原物理ok網)

2. 左手定則和右手定則VRL物理好資源網(原物理ok網)

1885年,弗萊明擔任英國倫敦大學電氣工程系教授。 由于學生經常誤解磁場、電流和力的方向,他想用一種簡單的方法幫助學生記憶,于是“左手定則”誕生了。VRL物理好資源網(原物理ok網)

在電磁學中,右手定則主要決定與力無關的方向。 如果與力有關,則依靠左手定則。VRL物理好資源網(原物理ok網)

右手定則(注意:不是右手螺旋定則)對應的是電磁感應定律:用右手手掌和手指的方向來記憶導線切割時產生的電流方向。磁場線,即:右手是用來確定磁場中運動方向的。 導體,產生感應電動勢的方向;VRL物理好資源網(原物理ok網)

1.伸出右手,使拇指與其他四指垂直,并與手掌處于同一平面。 讓磁感應線從手掌進入。 拇指指向導體運動的方向。 四個手指所指的方向就是感應電流的方向。VRL物理好資源網(原物理ok網)

2、閉合電路中導體的一部分切割磁感應線產生感應電流,是楞次定律的特例。VRL物理好資源網(原物理ok網)

——在下圖所示的特殊情況下,使用右手定則比楞次定律更方便地確定:運動、磁通量和產生電流的方向。VRL物理好資源網(原物理ok網)

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左手定則對應于電磁力定律:它決定了當通電導體處于一定狀態時,安培力(或運動)、磁感應強度和通電導體中電流方向之間的關系。磁場。VRL物理好資源網(原物理ok網)

1. 將左手的四個手指與拇指垂直放置。 磁感應線從手掌進入(手掌面向磁場的N極)。 四個手指的方向與導體電流的方向一致。 你的拇指所指的方向就是磁場中導體所受的力的方向;VRL物理好資源網(原物理ok網)

2、使用時切記:“四指”、“手掌”、“大拇指”分別指“電”、“磁”、“力”。VRL物理好資源網(原物理ok網)

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2、如何理解電感器的自感電動勢和自感電流 1、什么是電感器?VRL物理好資源網(原物理ok網)

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我們知道,電感器是用導線繞成線圈,可以將電能轉換成磁能并儲存起來的元件。 電感器利用電磁感應原理工作:VRL物理好資源網(原物理ok網)

1、直流電流通過電感時,其周圍僅出現固定的磁力線,不隨時間變化;VRL物理好資源網(原物理ok網)

——此時,磁場能量儲存在電感器中(對于同一電感器,磁場能量的大小僅與電流的大小有關),但磁場能量保持不變。VRL物理好資源網(原物理ok網)

2、當交流電流通過電感器時,其周圍會出現隨時間變化的磁力線。VRL物理好資源網(原物理ok網)

——此時,電感器內的磁場能量不斷變化,交替增加和釋放磁場能量,因此表現出阻礙電流的特性: 1、流過電感器的電流減小,儲存的磁力增大。場能量被釋放。 電阻電流變??; 2、當流過電感的電流增大時,電流轉化為磁場能,表現為電阻電流變大。 (這樣說是不是更容易理解?)VRL物理好資源網(原物理ok網)

當電流流過導線時,導線周圍會產生一定的磁場,該磁場會阻礙導線自身電流的變化。 這就是“自感”。 當產生這種磁場的導線影響電磁場范圍內的其他導線,阻礙磁場范圍內其他導線的電流變化時,這稱為“互感”。 而“電感”就是“自感”和“互感”的疊加和(想想“共模電感”的工作原理,呃,好像是同一個東西~)。VRL物理好資源網(原物理ok網)

——例如:兩個大電感并排放置在一塊板上。 兩個電感之間的“互感”會導致電感量發生變化(增大或減小,取決于兩個電感的磁力線方向是否相同,疊加還是反向抵消),影響硬件的可靠性電路。VRL物理好資源網(原物理ok網)

2、自感電動勢和自感電流VRL物理好資源網(原物理ok網)

下面的示意圖是根據法拉第電磁感應定律來分析的:變化的磁通量會在線圈兩端產生感應電動勢,相當于一個“新電源”; 當形成閉合回路時,感應電動勢將產生感應電流。 從楞次定律我們知道,電磁感應電流產生的磁場總是阻礙引起感應電流的磁通量的變化(到來、排斥或停留); 而原來磁通量的變化來自于外部交流電源的變化,所以從客觀效果來看:電感器在交流電路中具有阻擋電流變化的特性。 所以我們可以簡化理解:將因電磁感應現象而阻礙電流變化特性的元件視為電感器(這是判斷可感知性的一個非常重要的依據)。VRL物理好資源網(原物理ok網)

——感應線圈具有類似于力學中的慣性(牛頓第一運動定律)的特性:任何物體都試圖保持其原來的運動狀態(靜止或勻速運動),直到受到外力迫使其改變; 而電感線圈總是試圖保持磁通量保持不變,直到施加的電壓迫使其改變。 離線式開關電源中MOS管開通和關斷時產生的高脈沖尖峰是由變壓器漏感(包括原邊和副邊漏感)產生的感應電動勢造成的。VRL物理好資源網(原物理ok網)

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當電感線圈接入交流電源時,線圈內部的磁力線隨著交流電而時刻變化,使線圈不斷產生電磁感應。 這種由線圈本身電流變化而產生的電動勢稱為:自感電動勢(自感電壓)。 如下圖所示,當開關閉合時:根據楞次定律,電感中的電流不能突變,因此電路電流為0,根據歐姆定律,電阻兩端的電壓 VR = I*R = 0V,正如(大師)所解釋的,根據第二定律,電感上的電壓VL = Vin; 理想電感的繞組線電阻為0Ω,不產生電壓。 這個電壓從哪里來? 答案是:自感電動勢/自感電壓。VRL物理好資源網(原物理ok網)

感應電流VRL物理好資源網(原物理ok網)

因此,如果電感器/線圈兩端施加的電壓為V,那么它產生的感應電壓為-V(在磁飽和或銅線因過電流燒壞之前):感應電壓與施加電壓相同,但方向相反。 那么又令人費解了:既然電感的感應電壓與外加電壓相等且相反(完全抵消),那么電流應該繼續保持在0。為什么電感線上會出現電流呢?VRL物理好資源網(原物理ok網)

因為電流不變感應電流,所以電流變化率為0,也就是說感應電壓也為0,即感應電壓取決于電流變化,所以電流必然變化。 當我們分析開關電源電感或變壓器時,我們可以觀察到電感兩端的電壓(感應電壓)是恒定的并且等于施加的電壓,但流過電感的電流卻在不斷變化。VRL物理好資源網(原物理ok網)

——需要注意的是,變化的電流是產生感應電壓的原因,因為電流與磁場(磁力線/磁通量)有關,而不是電壓(電壓與電場有關,而電壓與磁場有關)。相關器件是:電容器)。 如果有一個電感器,其一端接交流電源,另一端懸空(高阻),或者有恒定電流流過該電感器感應電流,則該電感器相當于一根理想的導線,不會表現出電感特性。VRL物理好資源網(原物理ok網)

寫在最后VRL物理好資源網(原物理ok網)

電感器的自感電動勢和自感電流乍一看會讓人感到困惑。 這涉及到更基礎的“感性”相關的物理知識。 如果本文的答案還不足以完全解釋您的疑惑,歡迎您前往我的主頁“專欄”的主題“01_阻容電感基礎”,了解更多關于電感的知識。 個人覺得“感性”是整個硬件知識的核心技術知識,是理解“開關電源設計”、“信號/電源完整性”、“電磁兼容”等的基礎,不懂的“感性”不可能真正理解大多數與硬件相關的技術知識。VRL物理好資源網(原物理ok網)

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