理论教育 导线运动与磁场互动:电磁感应详解

导线运动与磁场互动:电磁感应详解

时间:2023-06-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:由于导线切割磁力线而在导体中产生感应电流的现象叫做电磁感应。这说明导线运动产生的感应电动势与磁感应强度、运动导线垂直于磁场的速度分量的大小以及导线的长度成正比。将右手的掌心迎着磁力线,大拇指指向导线运动速度v的方向,即是感应电动势ε的方向。

导线运动与磁场互动:电磁感应详解

在一根金属直导线的两端接上一检流计,并将此导线以一定速度垂直于磁力线运动时,就会发现检流计的指针发生偏转。如图1-23所示,

1-23 电磁感应现象

这说明在磁场中运动的导线上产生了感应电动势电流

由于导线切割磁力线而在导体中产生感应电流的现象叫做电磁感应。

如果改变运动导线的速度大小与方向,检流计指针偏转的大小与方向亦随着改变。这说明导线在磁场中作切割磁力线运动时,产生的感应电势,与磁场的强弱、导线运动的速度和切割磁力线的方向有关。当磁感应强度、导线运动速率一定时,若导线运动方向与磁力线垂直,则检流计指针偏转为最大,若导线运动方向与磁力线平行,则检流计指针偏转为零。当导线运动方向一定时,磁感应强度、导线运动速率越大,则检流计指针偏转越大。这说明导线运动产生的感应电动势与磁感应强度、运动导线垂直于磁场的速度分量的大小以及导线的长度成正比。

上述结果表明,恒定磁场中导线运动产生的感应电动势为:

ε=Blv sinα

式中 α——运动导线速度方向与磁力线方向的夹角;

   vsinα——运动导线垂直于磁场方向的速度分量。

在一般常见的电机及电测仪表中,导线运动的方向都是与磁场相垂直的,因此它们之间的α角为90°,所以导体上的感应电势为:

ε=Blv(www.daowen.com)

式中 B——磁感应强度,T;

   l——导线有效长度,m;

   v——导线运动速度,m/s;

   ε——感应电动势,V。

关于导体上感应电动势的方向可用右手定则决定,如图1-24所示。将右手的掌心迎着磁力线,大拇指指向导线运动速度v的方向,即是感应电动势ε的方向。

图1-24 右手定则

图1-25 单匝线圈的感应电势

电磁感应现象不仅表现在导体运动切割磁力线产生感应电动势这一方面,另外还表现在处于变化磁场中的导体上亦存在产生感应电动势的现象,如图1-25所示,穿过一单匝线圈的磁通量变化时,线圈上产生的感应电动势,它的大小等于穿过该单匝线圈的磁通Φ对时间的变化率。

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