1.法拉第电磁感应定律描述了磁通量变化时产生的感应电动势现象。当闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线运动时,导体中会产生电流。这种现象被称为电磁感应现象,因法拉第首次发现而得名。
2.法拉第电磁感应定律的公式如下:
-E=n*ΔΦ/Δt(普适公式)
其中E表示感应电动势(伏特),n表示线圈匝数,ΔΦ/Δt是磁通量变化的速率。
-E=B*L*V*sinA(切割磁感线运动)。
其中E表示感应电动势,B是磁感应强度,L是导体的有效长度,V是导体相对于磁场的速度,A是速度方向与磁场方向之间的夹角。
-Em=n*B*S*ω(交流发电机最大的感应电动势)。
其中Em是感应电动势的峰值,B是磁感应强度,S是导体面积,ω是角速度。
-E=B*(L^2)*ω/2(导体一端固定以ω旋转切割)。
其中E是感应电动势,B是磁感应强度,L是导体长度,ω是角速度。
3.感应电动势的相关现象包括:
-实验显示,当磁棒插入或抽出空心纸筒中的导体线圈时,电流计指针会发生偏转。磁棒运动速度越快,偏转角度越大。磁棒静止时,电流计指针保持不变,说明变化的磁场可以产生电流。
-奥斯特和法拉第的发现揭示了电与磁之间的对称性:电可以产生磁,磁也可以产生电。
-不仅相对运动的磁棒和线圈可以产生感应电流,线圈中电流的变化同样能在另一个线圈中产生感应电流。
-当通过开关与电源连接的线圈在开关合上或断开时,另一个线圈中会出现感应电流。如果线圈1接交流电源,也会在线圈2中产生感应电流,因为线圈1电流的变化导致周围磁场变化。
法拉第电磁感应定律感应电动势的大小
法拉第电磁感应定律:确定感应电动势大小的定律,闭合电路中产生的感应电动势的大小跟穿过该电路的磁通量变化率成正比,即ε=δφδt。
一段导体做切割磁感线运动时导体中产生的感应电动势ε=blvsinθ可看成是该定律所描述的一种特殊情况。
电磁感应定律的应用:
发电机
由法拉第电磁感应定律因电路及磁场的相对运动所造成的电动势,是发电机背后的根本现象。当永久性磁铁相对于一导电体运动时(反之亦然),就会产生电动势。
如果电线这时连着电负载的话,电流就会流动,并因此产生电能,把机械运动的能量转变成电能。例如,鼓轮发电机。
变压器
法拉第定律所预测的电动势,同时也是变压器的运作原理。当线圈中的电流转变时,转变中的电流生成一转变中的磁场。
在磁场作用范围中的第二条电线,会感受到磁场的转变,于是自身的耦合磁通量也会转变。
因此,第二个线圈内会有电动势,这电动势被称为感应电动势或变压器电动势。
如果线圈的两端是连接着一个电负载的话,电流就会流动。
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