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首頁(yè)自然文化地理歷史生活社會(huì)藝術(shù)人物經(jīng)濟(jì)科學(xué)體育編輯詞條電磁感應(yīng)現(xiàn)象電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)覺(jué)
1831年8月,法拉第把兩個(gè)線圈繞在一個(gè)鐵圈上(如圖所示),線圈A接直流電源,線圈B接電壓表,他發(fā)覺(jué),當(dāng)線圈A的電路接通或斷掉的頓時(shí),線圈B中形成瞬時(shí)電壓。法拉第發(fā)覺(jué),鐵圈并不是必須的。取走鐵圈,再做這個(gè)實(shí)驗(yàn),上述現(xiàn)象一直發(fā)生。只是線圈B中的電壓弱些。為了透徹研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象,法拉第做了許多實(shí)驗(yàn)。1831年11月24日,法拉第向皇家學(xué)會(huì)遞交的一個(gè)報(bào)告中,把這些現(xiàn)象定名為“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”,并概括了可以形成感應(yīng)電壓的五種類(lèi)型:變化的電壓、變化的磁場(chǎng)、運(yùn)動(dòng)的恒定電壓、運(yùn)動(dòng)的吸鐵石、在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體。法拉第之所以還能取得這一卓越成就,是同他關(guān)于各類(lèi)自然力的統(tǒng)一和轉(zhuǎn)化的思想密切相關(guān)的。正是這些對(duì)于自然界各類(lèi)現(xiàn)象普遍聯(lián)系的堅(jiān)強(qiáng)信念,支持著法拉第一直不渝地為從實(shí)驗(yàn)上否認(rèn)磁向電的轉(zhuǎn)化而探求不已。
雙手定則:張開(kāi)雙手,使大手指跟其余四個(gè)腳趾垂直,而且都跟手指在一個(gè)平面內(nèi),把雙手裝入磁場(chǎng)中,讓磁感線垂直穿過(guò)掌心,大手指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)的方向,這么其余四個(gè)腳趾所指的方向就是感應(yīng)電壓的方向。
因磁路量變化形成感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象(閉合電路的一部份導(dǎo)體在磁場(chǎng)里做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)體中都會(huì)形成電壓,這些現(xiàn)象叫電磁感應(yīng))。1820年H.C.奧斯特發(fā)覺(jué)電壓磁效應(yīng)后,許多化學(xué)學(xué)家便企圖找尋它的逆效應(yīng),提出了磁能夠形成電,磁能夠?qū)﹄娮饔玫膯?wèn)題,1822年D.F.J.阿喇戈和A.von洪堡在檢測(cè)地磁硬度時(shí),碰巧發(fā)覺(jué)金屬對(duì)附近n極的振蕩有減振作用。1824年,阿喇戈依據(jù)這個(gè)現(xiàn)象做了銅盤(pán)實(shí)驗(yàn),發(fā)覺(jué)轉(zhuǎn)動(dòng)的銅盤(pán)會(huì)推動(dòng)上方自由懸掛的n極旋轉(zhuǎn),但n極的旋轉(zhuǎn)與銅盤(pán)不同步,稍滯后。電磁減振和電磁驅(qū)動(dòng)是最早發(fā)覺(jué)的電磁感應(yīng)現(xiàn)象,但因?yàn)闆](méi)有直接表現(xiàn)為感應(yīng)電壓,當(dāng)時(shí)無(wú)法給以說(shuō)明。
1831年8月,M.法拉第在軟鐵環(huán)外側(cè)分別繞兩個(gè)線圈,其二為閉合回路,在導(dǎo)線上端附近平行放置一n極,另一與電瓶組相連,接開(kāi)關(guān),產(chǎn)生有電源的閉合回路。實(shí)驗(yàn)發(fā)覺(jué),合上開(kāi)關(guān),n極偏轉(zhuǎn);切斷開(kāi)關(guān),n極反向偏轉(zhuǎn),這表明在無(wú)電瓶組的線圈中出現(xiàn)了感應(yīng)電壓。法拉第立刻意識(shí)到,這是一種非恒定的暫態(tài)效應(yīng)。緊接著他做了幾十個(gè)實(shí)驗(yàn),把形成感應(yīng)電壓的情形概括為5類(lèi):變化的電壓,變化的磁場(chǎng),運(yùn)動(dòng)的恒定電壓,運(yùn)動(dòng)的吸鐵石,在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體,并把這種現(xiàn)象即將定名為電磁感應(yīng)。因而電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)視頻,法拉第發(fā)覺(jué),在相同條件下不同金屬導(dǎo)體回路中形成的感應(yīng)電壓與導(dǎo)體的導(dǎo)電能力成反比,他由此認(rèn)識(shí)到,感應(yīng)電壓是由與導(dǎo)體性質(zhì)無(wú)關(guān)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)形成的,雖然沒(méi)有回路沒(méi)有感應(yīng)電壓,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)仍然存在。
后來(lái),給出了確定感應(yīng)電壓方向的楞次定理以及描述電磁感應(yīng)定量規(guī)律的法拉第電磁感應(yīng)定理。并按形成緣由的不同,把感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)分為動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)和感生電動(dòng)勢(shì)兩種,后者起源于洛倫茲力,前者起源于變化磁場(chǎng)形成的有旋電場(chǎng)。
電磁感應(yīng)現(xiàn)象是電磁學(xué)中最重大的發(fā)覺(jué)之一,它顯示了電、磁現(xiàn)象之間的相互聯(lián)系和轉(zhuǎn)化,對(duì)其本質(zhì)的深入研究所闡明的電、磁場(chǎng)之間的聯(lián)系,對(duì)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的構(gòu)建具有重大意義。電磁感應(yīng)現(xiàn)象在鉗工技術(shù)、電子技術(shù)以及電磁檢測(cè)等方面都有廣泛的應(yīng)用。
若閉合電路為一個(gè)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(fā)生變化所用時(shí)間,單位為s.ε為形成的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),單位為V.
1.[感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小估算公式]
1)E=nΔΦ/Δt(普適公式){法拉第電磁感應(yīng)定理,E:感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(V),n:感應(yīng)線圈阻值,ΔΦ/Δt:磁路量的變化率}
2)E=(切割磁感線運(yùn)動(dòng))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(fā)電機(jī)最大的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)){Em:感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)峰值}
4)E=BLLω/2(導(dǎo)體一端固定以ω旋轉(zhuǎn)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(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)硬度(T),S:正對(duì)面積(m2)}
3.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的正正極可借助感應(yīng)電壓方向判斷{電源內(nèi)部的電壓方向:由正極流向負(fù)極}
*4.自感電動(dòng)勢(shì)E自=nΔΦ/Δt=LΔI/Δt{L:自感系數(shù)(H)(線圈L有鐵芯比無(wú)鐵芯時(shí)要大)電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)視頻,ΔI:變化電壓,?t:所用時(shí)間,ΔI/Δt:自感電壓變化率(變化的快慢)}
感應(yīng)電壓形成的條件
1.電路是閉合且通的
2.穿過(guò)閉合電路的磁路量發(fā)生變化
3應(yīng)是閉合電路中的一部份做切割磁感線運(yùn)動(dòng)
**(假如缺乏一個(gè)條件,就不會(huì)有感應(yīng)電壓形成).
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科學(xué)
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