正文 第一章 電的基礎知識(二)(1 / 1)

第二節 電磁感應

將一根導線放在均勻磁場中,導線的兩端上接一電流計,構成閉合回路。當導線以一定速度垂直於磁力線運動時,電流計的指針發生偏轉。這個現象說明,隻要導線和磁場發生了相對運動(或者說導線切割了磁力線),在導線中就會產生感應電勢和電流,這種現象叫做電磁感應。

由上述試驗可知,導線中感應電勢的大小,決定於磁場的磁通量密度B、導線在磁場中的運動速度v以及導線的有效長度/(即位於磁場範圍內的導線長度其感應電勢的大小可由下式表示:

當導線的運動方向與磁力線方向間的夾角為a時,垂直於磁場的速度分量。

在常見的電動機及電測儀表中,導線的運動方向都與磁場方向垂直,這時其感應電勢最大。當導線的運動方向與磁場方向平行時,感應電勢為零,因為這時導線並不切割磁力線。

導線上感應電勢的方向,可用右手定則來確定,右手的掌心迎著磁力線,拇指指向導線運動速度v的方向,伸直的四指所指的方向即為感應電勢e的方向。

電磁感應現象不僅表現在導體運動切割磁力線時,還表現在處於變化磁場中的導體上也存在感應電勢。穿過一單匝線圈的磁通發生變化時,線圈上產生感應電勢的大小,與線圈內磁通變化的速度(就是單位時間內磁通變化的數值,又叫磁通的變化率)成正比。例如,在一個單匝線圈中,原有的磁通為變化後的磁通為少,則磁通的變化量為如果用來表示磁通變化所需的時間,那麼磁通的變化率就是因此,單線圈中產生的感應電勢可用下式表示:

根據式,可以從已確定的磁通方向(也就是電流方向)及其變化量的正、負來判斷感應電勢e的實際方向。例如,當磁通不斷增加時,是個增量,取正值。得出感應電勢等於負值,說明此時感應電勢的實際方向是反抗原磁通增加的。

當磁通減少時,是個減量,取負值,得出感應電勢等於正值,說明此時感應電勢的實際方向是阻止原磁通減少的。