电磁感应原理是什么? 电磁感应的原理是什么?

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电磁感应是指因为磁通量变化产生感应电动势的现象。电磁感应现象的发现,是电磁学领域中最伟大的成就之一。它不仅揭示了电与磁之间的内在联系,而且为电与磁之间的相互转化奠定了实验基础,为人类获取巨大而廉价的电能开辟了道路,在实用上有重大意义。电磁感应现象的发现,标志着一场重大的工业和技术革命的到来。事实证明,电磁感应在电工、电子技术、电气化、自动化方面的广泛应用对推动社会生产力和科学技术的发展发挥了重要的作用。
若闭合电路为一个n匝的线圈,则又可表示为:式中n为线圈匝数,ΔΦ为磁通量变化量,单位Wb(韦伯) ,Δt为发生变化所用时间,单位为s.ε 为产生的感应电动势,单位为V(伏特,简称伏)。电磁感应俗称磁生电,多应用于发电机。
电磁感应(Electromagnetic induction)现象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)迈克尔·法拉第是一般被认定为于1831年发现了电磁感应的人,虽然Francesco Zantedeschi1829年的工作可能对此有所预见。

这与麦克斯韦的电磁场学说关联.简单的说,电场和磁场只是电磁场的两种具体体现,变化的电场产生磁场,变化的磁场也能产生电场.B减小时,就是磁场变化,会在线圈中产生电场(右手定则)金属线圈中的自由电子在加速电场中开始 运动,从而有了所说的感应电流.希望我的回答能令你满意 我以为"为什么一个线圈放入磁场中,当B变小时,有感应电流在线圈中产生.'才是你的问题.麦克斯韦在提出电磁场时也是根据电磁感应现象.不过他当时也只是假说,列出了一组微积分方程.也就是说他也不能以证明定理的形式给出电磁场必然存在的解释.但我认为这与你说的库仑作用及磁场对电荷作用并不是同一种现象,他们主要用来分析单一场对电荷的作用,所以无法用其解释.场与电子,质子等实物都是现实存在的物质,我们很熟习周围的物质,也能加以联想与对比,如电流我们想象为由高处流下的水流,原子的核式结构想象为太阳系的结构等.我们并没有去证明它们为什么存在,而只是用实验验证它们的存在.场也是一样.虽说它很抽象,特别是电磁场,我们无法将其在生活中模型化,但这只是人类认识的局限,我觉得你只须接受它的存在就可以了.顺便问一下你是高中生吗?
真没想到你是初中生,还懂微积分,厉害!
看得出你很喜爱物理科学,也愿意投入精力去研究,我在你这个年龄还在初中物理的浅水中扑腾呢,呵呵!
不过你每次提出的问题都不相同,可能你自己都不知道到底想问什么.我的建议是在你的头脑中整理一下,并从各方面去逐渐接近答案,不要太固执,可能你现在的疑惑将来看来完全多余.我把自己高中所学的关于电磁波的知识写在下面,如果还不能让你满意,我也无能为力了.
电磁波有很多种,如无线电波.红外线.可见光.紫外线.伦琴射线.伽玛射线等.注意排序以频率从低到高.电磁波传递着能量.振荡电路会向空间辐射无线电波,电视,广播发射塔就是利用它来传播信号.振荡电路由一个电容和一个自感线圈组成.自由电子的变速运动也会辐射无线电波,如一个向质子运动的电子.波尔理论将原子的内部结构量子化,每一个分立量就是一个能级,每一个电子只能在固定的一级,每一级的能量不是连续变化的,如第一级(基态)为-13.6EV第二级就是一个比它大的值-2EV或-3EV.基态离核最近,激发态依次远离.当外层电子跃迁时,由于是高能级向低能级,根据能量守恒应有一部分能量释放,这部分能量就以红外线.可见光或紫外线辐射到空间中(具体是什么看能量级差的大小)与其原理相同,内层电子跃迁辐射伦琴射线(释放的能量大,电磁波的频率高,波长短E=hv)原子核内部跃迁辐射伽玛射线.如光谱仪可以通过测原子光谱知道是哪种元素(每种元素的原子结构不同会产生特定光谱)就是依据这个原理.
电磁波中电场和磁场方向相互垂直,而又都与传播方向垂直.你也可以把高中物哩选修本看一下.里面有很多概念帮助你加深理解.

电磁感应的本质可以追塑到麦克斯韦电磁场理论:变化的磁场在周围空间产生电场,当导体处在此电场中时,导体中的自由电子在电场力作用下作定向移动而产生电流即感应电流;如果不是闭合回路,则导体中自由电子的定向移动使断开处两端积累正、负电荷而产生电势差----感应电动势。

因磁通量变化产生感应电动势的现象(闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁力线的运动时,导体中就会产生电流,这种现象叫电磁感应 计算公式1.[感应电动势的大小计算公式]1)E=nΔΦ/Δt(普适公式){法拉第电磁感应定律,E:感应电动势(V),n:感应线圈匝数,ΔΦ/Δt:磁通量的变化率}2)E=BLVsinA(切割磁感线运动) E=BLV中的v和L不可以和磁感线平行,但可以不和磁感线垂直,其中sinA为v或L与磁感线的夹角。 {L:有效长度(m)}3)Em=nBSω(交流发电机最大的感应电动势) {Em:感应电动势峰值}4)E=BL2ω/2(导体一端固定以ω旋转切割) {ω:角速度(rad/s),V:速度(m/s)}2.磁通量Φ=BS {Φ:磁通量(Wb),B:匀强磁场的磁感应强度(T),S:正对面积(m2)}3.感应电动势的正负极可利用感应电流方向判定{电源内部的电流方向:由负极流向正极}*4.自感电动势E自=nΔΦ/Δt=LΔI/Δt{L:自感系数(H)(线圈L有铁芯比无铁芯时要大),ΔI:变化电流,∆t:所用时间,ΔI/Δt:自感电流变化率(变化的快慢)} 感应电流产生的条件1.电路是闭合且通的2.穿过闭合电路的磁通量发生变化**(如果缺少一个条件,就不会有感应电流产生).

1.法拉第电磁感应定律:在电磁感应现象中产生的感应电动势大小,跟穿过这一回路的磁通量的变化率成正比.公式E=n
.?
2.法拉第电磁感应定律的特殊情况——回路中的一部分导体做切割磁感线的运动,产生的感应电动势计算公式为E=BLvsinθ,式中θ为导体运动方向与磁感线方向的夹角.?
3.由于通过导体本身的电流发生变化而引起的电磁感应现象叫自感现象.自感现象中产生的感应电动势叫自感电动势,自感电动势阻碍导体本身电流的变化.自感电动势的大小跟电流的变化率成正比,对同一线圈,电流变化越快,自感电动势越大.?
4.日光灯主要由灯管、镇流器、启动器组成.启动器实际上就是一个自动开关,一通一断,使通过镇流器的电流急剧变化,镇流器中产生自感电动势.镇流器在日光灯启动时提供瞬时高压,而在日光灯正常工作时起降压限流的作用.?
【方法解析】?
1.公式E=n
计算的是在Δt时间内的平均电动势;公式E=BLv中的v代入瞬时速度,则E为瞬时电动势;v代入平均速度,则E为平均电动势.这样在计算感应电动势时,就要审清题意是求平均电动势还是求瞬时电动势,以便正确地选用公式.?
2.公式E=n
中涉及到磁通量的变化量ΔΦ的计算.对于ΔΦ的计算,在高中阶段一般遇到的有两种情况:?
(1)回路与磁场垂直的面积S不变,磁感应强度发生变化,则ΔΦ=ΔB·S.此时E=n
·S,此式中的
叫磁感应强度的变化率.若
是恒定的,即磁场是均匀变化的,那么产生的感应电动势就是恒定电动势.?
(2)磁感应强度B不变,
回路与磁场垂直的面积发生变化,则ΔΦ=B·ΔS.线圈绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动产生交变电动势就属于这种情况.?
3.严格区别磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ及磁通量的变化率
.磁通量Φ=BS表示穿过一平面的磁感线条数,磁通量的变化量ΔΦ=Φ2-Φ1,表示磁通量变化的多少,磁通量的变化率
表示磁通量变化的快慢.Φ大,ΔΦ及
不一定大;
大,Φ及ΔΦ也不一定大.它们的区别类似于力学中的v、Δv及a=
的区别.?
4.公式E=BLv一般用于导体各部分切割磁感线的速度相同,对有些导体各部分切割磁感线的速度不相同的情况,有时也可利用此式求感应电动势.如图12—2—1所示,一长为L的导体杆AC绕A点在纸面内以角速度ω匀速转动,转动的区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,求AC产生的感应电动势.AC各部分切割磁感线的速度不相等,vA=0,vC=ωL,而且AC上各点的线速度大小与半径成正比,所以AC切割的速度可以用其平均切割速度,即v=
,故E=
BωL2.?
图12—2—1
5.
电磁感应现象中产生感应电动势的那部分导体相当于电源,如果它有电阻,就相当于内电阻.不论回路是否闭合,都设想电路闭合,判断出感应电流的方向,根据在电源内部电流从负极到正极,确定相当电源的正负极.如图12—2—1中AC转动,设想AC与其他导体已组成闭合电路,判断AC中的感应电流方向是从C→A,那么A端相当于正极,C端相当于负极.

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