(一)口诀
导线切割磁力线,感应电势生里面。
导线外接闭合路,就有电流流其间。
判断流向用右手,伸开右手成平面,
导线运动拇指向,手心面对N极端,
四指方向即电流,该端也是正极端。
(二)说明
当导线在磁场里运动并切割磁力线时,导体内就会有电动势产生,我们将上述电动势称为“感应电动势”,这就是发电机的基本原理。若用导线将上述运动的导体两端连接起来,即形成一个导电的闭合回路,在导线里就将会有电流流动,这个由感应电动势推动形成的电流叫做“感应电流”。
导体作切割磁力线运动时所产生的感应电动势及感应电流方向可用右手判断。判断时,伸开右手呈一个平面,拇指和四指相互垂直。让手心面对磁场的N极(或说成让磁力线穿过手心),同时使拇指指向导体的运动方向,此时四指所指的方向即为感应电流的方向(实际应该说是感应电动势的方向,但习惯都说感应电流的方向),运动导体在四指指尖的一端即为感应电动势的正极端。如图1-41所示。
上述规律被称为“右手定则”,或叫做“发电机右手定则”。
当磁场为均匀磁场,磁感应强度为B(T),导体运动的方向与磁力线垂直,运动的速度为v(m/s),导体处在磁场中的长度为L(m)时,所产生的感应电动势E(V)可用下式表示:(www.daowen.com)
E=BLv (1-45)
上述理论来源于电磁感应定律。
图1-41 用“右手定则”判断感应电动势和感应电流的方向
2.交流发电机工作原理
图1-42给出了交流发电机工作原理示意图。一个线圈在一对磁极中被拖动,按逆时针方向旋转。线圈的两端分别与转轴上的两个金属集电环K和L连接,电刷A和B分别与集电环K和L连接,并引出后接一只电压表,与线圈abcd形成闭合回路。
从起始位置(0°)开始旋转,线圈的两个边ab和cd开始切割磁力线,产生电动势,用右手定则可以判定出感应电动势的方向如图1-42b所示,ab边由b到a,cd边由d到c,并且在图1-42b所示位置(90°)时达到最大,当旋转到图1-42c所示位置(180°)时减小到零。之后,感应电动势的方向将改变,ab边由a到b,cd边由c到d,并且在图1-42d所示位置(270°)时达到最大,再旋转90°后,即旋转360°,回到起始位置(图1-42a所示位置)时,又将减小到零。可见,线圈旋转一周,所产生的感应电动势也将正负大小变化一个周期,输出一个交流电压和电流。
图1-42 交流发电机工作原理示意图
图1-43所示为电磁线圈式传声器(俗称麦克风)的结构原理示意图。其膜片与套在一个永久磁铁的心柱上可以轴向自由移动的线圈固定在一起,线圈的两端引出和相关电路连接。当膜片在外界的声压作用下振动时,就会带动线圈以音频的频率和幅度在磁场中轴向来回移动,从而切割磁力线,产生感应电动势,输出到相关电路,进行录音或放大播出。
图1-43 电磁线圈式传声器(麦克风)的结构原理示意图
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