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首頁自然文化地理歷史生活社會藝術人物經濟科學體育編輯詞條電磁感應現象電磁感應現象的發覺
1831年8月,法拉第把兩個線圈繞在一個鐵圈上(如圖所示),線圈A接直流電源,線圈B接電壓表,他發覺,當線圈A的電路接通或斷掉的頓時,線圈B中形成瞬時電壓。法拉第發覺,鐵圈并不是必須的。取走鐵圈,再做這個實驗,上述現象一直發生。只是線圈B中的電壓弱些。為了透徹研究電磁感應現象,法拉第做了許多實驗。1831年11月24日,法拉第向皇家學會遞交的一個報告中,把這些現象定名為“電磁感應現象”,并概括了可以形成感應電壓的五種類型:變化的電壓、變化的磁場、運動的恒定電壓、運動的吸鐵石、在磁場中運動的導體。法拉第之所以還能取得這一卓越成就,是同他關于各類自然力的統一和轉化的思想密切相關的。正是這些對于自然界各類現象普遍聯系的堅強信念,支持著法拉第一直不渝地為從實驗上否認磁向電的轉化而探求不已。
雙手定則:張開雙手,使大手指跟其余四個腳趾垂直,而且都跟手指在一個平面內,把雙手裝入磁場中,讓磁感線垂直穿過掌心,大手指指向導體運動的方向,這么其余四個腳趾所指的方向就是感應電壓的方向。
因磁路量變化形成感應電動勢的現象(閉合電路的一部份導體在磁場里做切割磁感線的運動時,導體中都會形成電壓,這些現象叫電磁感應)。1820年H.C.奧斯特發覺電壓磁效應后,許多化學學家便企圖找尋它的逆效應,提出了磁能夠形成電,磁能夠對電作用的問題,1822年D.F.J.阿喇戈和A.von洪堡在檢測地磁硬度時,碰巧發覺金屬對附近n極的振蕩有減振作用。1824年,阿喇戈依據這個現象做了銅盤實驗,發覺轉動的銅盤會推動上方自由懸掛的n極旋轉,但n極的旋轉與銅盤不同步,稍滯后。電磁減振和電磁驅動是最早發覺的電磁感應現象,但因為沒有直接表現為感應電壓,當時無法給以說明。
1831年8月,M.法拉第在軟鐵環外側分別繞兩個線圈,其二為閉合回路,在導線上端附近平行放置一n極,另一與電瓶組相連,接開關,產生有電源的閉合回路。實驗發覺,合上開關,n極偏轉;切斷開關,n極反向偏轉,這表明在無電瓶組的線圈中出現了感應電壓。法拉第立刻意識到,這是一種非恒定的暫態效應。緊接著他做了幾十個實驗,把形成感應電壓的情形概括為5類:變化的電壓,變化的磁場,運動的恒定電壓,運動的吸鐵石,在磁場中運動的導體,并把這種現象即將定名為電磁感應。因而電磁感應實驗視頻,法拉第發覺,在相同條件下不同金屬導體回路中形成的感應電壓與導體的導電能力成反比,他由此認識到,感應電壓是由與導體性質無關的感應電動勢形成的,雖然沒有回路沒有感應電壓,感應電動勢仍然存在。
后來,給出了確定感應電壓方向的楞次定理以及描述電磁感應定量規律的法拉第電磁感應定理。并按形成緣由的不同,把感應電動勢分為動生電動勢和感生電動勢兩種,后者起源于洛倫茲力,前者起源于變化磁場形成的有旋電場。
電磁感應現象是電磁學中最重大的發覺之一,它顯示了電、磁現象之間的相互聯系和轉化,對其本質的深入研究所闡明的電、磁場之間的聯系,對麥克斯韋電磁場理論的構建具有重大意義。電磁感應現象在鉗工技術、電子技術以及電磁檢測等方面都有廣泛的應用。
若閉合電路為一個n匝的線圈,則又可表示為:式中n為線圈阻值,Δ為磁路量變化量,單位Wb,Δt為發生變化所用時間,單位為s.ε為形成的感應電動勢,單位為V.
1.[感應電動勢的大小估算公式]
1)E=nΔΦ/Δt(普適公式){法拉第電磁感應定理,E:感應電動勢(V),n:感應線圈阻值,ΔΦ/Δt:磁路量的變化率}
2)E=(切割磁感線運動)E=BLV中的v和L不可以和磁感線平行,但可以不和磁感線垂直,其中sinA為v或L與磁感線的傾角。{L:有效寬度(m)}
3)Em=nBSω(交流發電機最大的感應電動勢){Em:感應電動勢峰值}
4)E=BLLω/2(導體一端固定以ω旋轉切割){ω:角速率(rad/s),V:速率(m/s)}
2.磁路量Φ=BS{Φ:磁路量(Wb),B:勻強磁場的磁感應硬度(T),S:正對面積(m2)}
3.感應電動勢的正正極可借助感應電壓方向判斷{電源內部的電壓方向:由正極流向負極}
*4.自感電動勢E自=nΔΦ/Δt=LΔI/Δt{L:自感系數(H)(線圈L有鐵芯比無鐵芯時要大)電磁感應實驗視頻,ΔI:變化電壓,?t:所用時間,ΔI/Δt:自感電壓變化率(變化的快慢)}
感應電壓形成的條件
1.電路是閉合且通的
2.穿過閉合電路的磁路量發生變化
3應是閉合電路中的一部份做切割磁感線運動
**(假如缺乏一個條件,就不會有感應電壓形成).
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科學
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