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文檔簡介

1、本章教學(xué)內(nèi)容,第6章電磁感應(yīng),6-3感應(yīng)電動勢渦流電場,6-2動態(tài)電動勢,6-1電磁感應(yīng)定律,6-4自感和互感,6-5磁場能量,本章基本教學(xué)要求:掌握并熟練運用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律計算感應(yīng)電動勢,并找出其方向。2.理解動電動勢和感應(yīng)電動勢的本質(zhì)。理解渦流電場的概念。3.了解自感和互感現(xiàn)象,用簡單的幾何計算導(dǎo)體的自感和互感。4.理解磁場能量和磁能密度的概念,計算均勻磁場和對稱磁場的能量。第六章電磁感應(yīng),電流,磁場,電磁感應(yīng),感應(yīng)電流,法拉第在1831年提出了這個問題。6-1電磁感應(yīng)定律,1。電磁感應(yīng)現(xiàn)象,當(dāng)磁鐵和線圈相對運動時,1。五種感應(yīng)電流情況,電磁感應(yīng)現(xiàn)象當(dāng)螺線管和線圈相對運動時,

2、6-1電磁感應(yīng)定律,電磁感應(yīng)現(xiàn)象當(dāng)金屬棒在磁場中切割磁力線時,線圈在磁場中旋轉(zhuǎn),6-1電磁感應(yīng)定律,當(dāng)磁通量在閉合導(dǎo)體環(huán)所包圍的區(qū)域變化時,這叫做電磁感應(yīng)現(xiàn)象。結(jié)論:線圈中的磁場發(fā)生變化,導(dǎo)線或線圈在磁場中運動。兩種實驗現(xiàn)象。2.實驗表明:IDB/DT,IDS/DT,6-1電磁感應(yīng)定律,感應(yīng)電流是由于通過導(dǎo)體回路的磁通量變化而產(chǎn)生的。如果有電流,一定有電動勢。第二,法拉第電磁感應(yīng)定律,在國際單位制中,比例系數(shù)是1,1。數(shù)學(xué)表達式,當(dāng)線圈區(qū)域中的磁通量變化時,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢與磁通量隨時間的變化率成正比。6-1電磁感應(yīng)定律、右、匝線圈、磁通量、磁通量鏈數(shù)、感應(yīng)電動勢,可分別由電磁感應(yīng)定律和

3、楞次定律來判斷。與鈍角、6-1電磁感應(yīng)定律、環(huán)路迂回方向l和環(huán)路面積法線方向n形成右手符號系統(tǒng);當(dāng)我和我朝同一個方向走的時候,我是 ,當(dāng)我和我朝同一個方向走的時候,我是 。2.討論了四種情況下感應(yīng)電動勢方向的確定:常規(guī)情況下,使用方向N是判斷正負(fù)和夾銳角的依據(jù),6-1電磁感應(yīng)定律,結(jié)論:對于任何選定的回路方向,符號總是與相反的;的大小和方向,無關(guān),只由決定;變化率,即由變化速度決定的值;-變化量,即多少變化決定了Q的值.(Q是流經(jīng)的電流量)、電磁感應(yīng)的6-1定律、三倫茲定律,以及任何電磁感應(yīng)的結(jié)果,就其功能而言,總是會抵制電磁感應(yīng)的原因。1.法律的表達;2.判斷感應(yīng)電流的方向,例如,6-1電磁

4、感應(yīng)定律,6-1電磁感應(yīng)定律,感應(yīng)電流的作用抵抗感應(yīng)電流的原因,導(dǎo)線運動,感應(yīng)電流,磁通量變化,感應(yīng)電流,6-1電磁感應(yīng)定律,感應(yīng)電流的磁通量總是阻礙或補償引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。結(jié)論電磁感應(yīng)的作用總是阻止變化,所以外力應(yīng)克服阻力做功,這是能量守恒和轉(zhuǎn)化定律的具體體現(xiàn)?!薄霸诜ɡ陔姶鸥袘?yīng)定律中是恒定電阻的表示。6-1電磁感應(yīng)定律,例12-1無限長的直線攜帶電流I=I0sint。寬度為A、長度為H的矩形線框與長直導(dǎo)線平行放置,線框的最近邊線為L。找出矩形線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。解決方法:用圖中所示的方向建立坐標(biāo)x。當(dāng)電流I隨時間變化時,磁場也隨時間變化,導(dǎo)致線框中磁通量的變化,因此在矩形線

5、框中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。這施加在導(dǎo)線中每個自由電子上的洛侖茲力是非靜電力。動生電動勢的產(chǎn)生機理,6-2動生電動勢,施加于電子的靜電力,當(dāng)平衡時,電荷積累停止,兩端形成穩(wěn)定的電位差。洛倫茲力是產(chǎn)生動電動勢的根本原因。導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生靜電場,其方向為6-2。因此,動電動勢為:由電動勢定義:由移動導(dǎo)體ab產(chǎn)生的動電動勢為3360。第二,動電動勢的表達式,6-2動電動勢,導(dǎo)體是一條曲線,磁場是一個非均勻場。導(dǎo)體上每個長度元件D1上的速度v是不同的,D1上的動電動勢是:整個導(dǎo)體上的動電動勢一般是6-2,3。洛倫茲力是一種非靜電力,它在導(dǎo)體中產(chǎn)生生動的電動勢,動電動勢應(yīng)該對電荷做功,而洛倫茲力垂直于移動電荷的速度

6、,對電荷不做功。那么,動電動勢的能量來自哪里?導(dǎo)體的運動(電荷隨之運動)受洛倫茲力的影響,電荷向下運動。這種運動還受到洛倫茲力f0、總功率、fv、f0v0、6-2的影響??偮鍋銎澚榱?,總功率為零。當(dāng)導(dǎo)體向右移動時,必須施加外力。第六章電磁感應(yīng),外力之一克服總洛倫茲力。洛倫茲力不提供能量,它只在傳遞能量方面起作用。在這一點上,詳細(xì)的誤差可以解釋,和6-2產(chǎn)生電動勢作為輔助線ab形成一個閉環(huán)。方向:方法1,解決方案:在均勻磁場中有一個半圓形金屬線切割磁力線。seek:動生電動勢。例1,已知:產(chǎn)生6-2電動勢,并且半圓形金屬線移動以在均勻磁場中切割磁力線。seek:動生電動勢。例1,已知:方法2,

7、方向:解:6-2動電動勢,5。確定dei和ei,求解動電動勢,6-2動電動勢,當(dāng)回路1產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的非靜電力是多少?感應(yīng)電動勢:由磁場變化產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢,12-3感應(yīng)電動勢渦流電場,12-3感應(yīng)電動勢渦流電場,6-3感應(yīng)電動勢渦流電場,麥克斯韋認(rèn)為變化的磁場會在其周圍空間激發(fā)一種渦流電場,稱為渦流電場或感應(yīng)電場。作為或,在變化的磁場中施加在電荷上的力既不是洛倫茲力也不是庫侖力。6-3感應(yīng)電動勢渦流電場。1.感應(yīng)電場。有兩種不同原因的電場:在一般空間中既有電荷又有變化的磁場。因此,空間中同時存在庫侖電場和感應(yīng)電場。庫侖電場(靜電場):電荷根據(jù)庫侖定律感應(yīng)的電場:由變化的磁場、非靜電力、感應(yīng)電

8、動勢、感應(yīng)電場力、6-3感應(yīng)電動勢渦流電場激發(fā)的電場;其次,感應(yīng)電動勢和渦流電場之間的關(guān)系由法拉第電磁感應(yīng)定律和電動勢定義,線積分的方向應(yīng)為,3,s是以l為邊界的任何表面。這是電磁場的基本方程之一。的法線方向,應(yīng)選擇為與左側(cè)曲線L的積分方向有右手螺旋關(guān)系。4.在某一段細(xì)導(dǎo)線上感應(yīng)電動勢,6-3感應(yīng)電動勢渦流電場。如果在變化的磁場空間中沒有導(dǎo)體,這個空間中是否沒有感應(yīng)電場?6-3具有感應(yīng)電動勢的渦流電場,以及3。與靜電場相比,感應(yīng)電場不是勢場(有旋轉(zhuǎn)場),因此勢的概念不能引入。1的循環(huán)是一個勢場(非旋轉(zhuǎn)場),所以可以引入勢的概念。靜電場的回路定理,感應(yīng)電動勢的6-3渦流電場,感應(yīng)電場的回路定理,

9、磁感應(yīng)強度的高斯定理,場是無散射場的。A li,是一個發(fā)散場,一條線是“有頭有尾”,它以正電荷開始,以負(fù)電荷結(jié)束,麥克斯韋假設(shè),2。通量,高斯定理,6-3感應(yīng)電動勢渦流電場,3。靜電場和渦旋電場的共同點:它們都作用于電荷。4??傠妶觯?-3感應(yīng)電動勢渦流電場,其性質(zhì):4。感應(yīng)電場的應(yīng)用:1。渦流:金屬導(dǎo)體置于高頻交流電的磁場中,導(dǎo)體中的電子由于電磁感應(yīng)形成感應(yīng)電流,這種電流稱為渦流。6-3由電動勢引起的渦流電場,或由不能視為線性的連續(xù)導(dǎo)體中產(chǎn)生的感應(yīng)電流形成的渦流。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,如圖所示,取感應(yīng)電動勢渦流電場、中頻和渦流的6-3個缺點:使變壓器鐵芯發(fā)熱,增加損耗,降低效率,損壞設(shè)備。

10、解決方案:彼此絕緣的薄板結(jié)構(gòu),硅鋼片。用途:高頻感應(yīng)爐加熱工件;電磁鍋;真空管中的電磁加熱絲;渦流焊接;討論:金屬導(dǎo)體,R小(小),If大;If,IFR-1,鐵和氧,硅鋼片;如果和我正反轉(zhuǎn),電磁阻尼、電度表、磁懸浮、異步電動機;趨膚效應(yīng)、表面硬化、空心導(dǎo)體;6-3感應(yīng)電動勢渦流電場、2、電子感應(yīng)加速器、6-3感應(yīng)電動勢渦流電場、工作原理:注入真空室的電子一方面在磁場施加的洛倫茲力作用下做圓周運動,另一方面在感應(yīng)電場作用下沿軌道切線方向加速。1/4周期可以循環(huán)數(shù)十萬次,并加速到數(shù)百兆電子伏。6-3感應(yīng)電動勢渦流電場、動態(tài)電動勢、感應(yīng)電動勢、特性和磁場不變。磁場中閉合回路的整體或局部運動導(dǎo)致回路中磁通量的變化。閉合回路的任何部分都不移動,空間磁場的變化導(dǎo)致回路中磁通量的變化。原因是非靜電力是洛倫茲力。電動勢是由作用在運動電荷上的洛倫茲力產(chǎn)生的,變化的磁場在它周圍的空間中激發(fā)渦流電場。非靜電力是感應(yīng)電場力,感應(yīng)電場力作用于電荷產(chǎn)生電動勢。結(jié)論:實施例4中半徑為R的長直螺線管中的非靜電力、6-3感應(yīng)電動勢渦流

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