电磁感应

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电磁感应(英语:Electromagnetic induction),是指放在变化磁通量中的导体,会产生电动势。此电动势称为感应电动势或感生电动势,若将此导体闭合成一回路,则该电动势会驱使电子流动,形成感应电流(感生电流)。

法拉第铁圈实验示意图:左边线圈磁通量的改变,会在右边线圈感应出电流

迈克尔·法拉第是一般被认定为于1831年发现了感应现象的人,虽然Francesco Zantedeschi在1829年的工作可能对此有所预见。法拉第发现产生在闭合回路上的电动势和通过任何该路径所包围的曲面的磁通量的变化率成正比,这意味着,当通过导体所包围的曲面的磁通量变化时,电流会在任何闭合导体内流动。这适用于当磁场本身变化时或者导体运动于磁场时。电磁感应是发电机、感应马达、变压器和大部分其他电力设备的操作的基础。

动生电动势

导体以垂直于磁感线的方向在磁场中运动,在同时垂直于磁场和运动方向的两端产生的电动势,称为动生电动势。

动生电动势是由于导体中载流子在磁场中运动受到垂直于磁场和运动方向的洛仑兹力的作用,在导体内移动的结果。当洛仑兹力和导体内电势差产生的电场力平衡时,导体两端电动势稳定。此时:

E=BLv(E是导体两端电动势,  B 是磁感应强度, L 是产生电动势的两端的距离, v是导体先相对磁场的速度)

感生电动势

由于导体置于变化的电场而产生的电动势,称为感生电动势。

变化的磁场会产生涡旋电场,导体中载流子在其中运动一周降低的电动势就是感生电动势,满足:

E表示感应电动势其中n表示线圈的匝数,ΔΦ表示磁通量的变化量的绝对值,Δt表示时间


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