法拉第电磁感应定律:第一和第二定律

什么是法拉第定律

法拉第电磁感应定律(称为法拉第定律的基本规律电磁预测一个磁场会与一个电路产生电动势(EMF)。这种现象被称为电磁感应。

什么是法拉第定律

法拉第定律指出,导体暴露在变化的磁场中会产生电流。楞次电磁感应定律指出该感应电流的方向将使感应电流产生的磁场反对产生它的初始变化的磁场。电流的方向可以用弗莱明的右手定则

法拉第的归纳法解释了工作原理变形金刚汽车发电机,电感器.该定律以迈克尔·法拉第的名字命名,他用磁铁和线圈做了一个实验。在法拉第的实验中,他发现了电动势是如何在线圈中感应的通量通过线圈改变。

法拉第的实验

在这个实验中,法拉第拿了一个磁铁和一个线圈,并在线圈上连接了一个电流计。在开始时,磁铁是静止的,所以在振镜中没有偏转,即振镜的针在中心或零位置。当磁铁向线圈移动时,电流计的指针向一个方向偏转。

当磁铁静止在那个位置时,电流计的指针返回到零位置。当磁体远离线圈时,磁针会有一些偏转,但方向相反,当磁体静止时,在这一点上相对于线圈,电流计的磁针会回到零位置。同样地,如果磁铁保持静止,线圈向磁铁的方向移动,电流计就会显示出偏转。还可以看到,磁场变化越快,感应电动势或电压在线圈。

磁铁的位置 偏转在电流计
磁铁在休息 检流计无偏转
磁铁向线圈移动 电流计在一个方向上的偏转
磁铁固定在同一位置(靠近线圈)。 检流计无偏转
磁铁远离线圈 在电流计上偏转,但方向相反
磁铁固定在同一位置(远离线圈) 检流计无偏转

从这个实验中,法拉第得出结论,当导体和磁场发生相对运动时,线圈上的磁链就会发生变化,而磁链的变化就会在线圈上产生电压。

Michael Faraday在上述实验的基础上,提出了两条定律。这些定律被称为法拉第电磁感应定律

法拉第定律

线圈磁场的任何变化都会在线圈中引起感应电动势。这种感生电动势叫做感生电动势导体电路是闭合的当前的也会在电路中循环,这种电流称为感应电流。
改变磁场的方法:

  1. 通过移动磁铁朝向或远离线圈
  2. 通过移动线圈进入或离开磁场
  3. 通过改变线圈在磁场中的面积
  4. 通过旋转线圈相对于磁铁
迈克尔·法拉第

法拉第第二定律

它指出,电动势的幅度在线圈中感应等于变化率的通量,与线圈的联系。线圈的磁通连杆是线圈内匝数和与线圈相关的磁通的乘积。

法拉第定律公式

法拉第定律公式

考虑一下,一个磁铁正在接近一个线圈。这里我们考虑时刻T的两个瞬间1和时间T2

时刻与线圈的磁链,

时刻与线圈的磁链,

磁链变化,

让磁链的变化,

所以,通量的变化

现在是磁链的变化率

对右边求导就会得到

磁链的变化率

但根据法拉第电磁感应定律,变化率通量连杆等于感应电动势。

考虑楞次定律。

地点:

  • 通量Φ在Wb = B.A
  • B =磁场强度
  • A =线圈面积

如何提高线圈感应电动势

  • 通过增加线圈内的匝数,即N,由上述公式可以很容易地看出,如果增加线圈内的匝数,感应电动势也会增加。
  • 通过增加磁场强度即环绕线圈-数学上,如果磁场增加,磁通增加,如果磁通增加,感应电动势也会增加。理论上,如果线圈通过一个更强的磁场,将有更多的力线线圈切割,因此将有更多的电动势感应。
  • 通过增加线圈和磁铁之间的相对运动的速度-如果线圈和磁铁之间的相对速度从它之前的值增加,线圈将以更快的速度切断磁通量线,因此更多的感应电动势将产生。

法拉第定律的应用

法拉第定律是电磁学中最基本、最重要的定律之一。这一定律在大多数电机、工业和医疗领域等方面都有应用。betway网页版

  • 电力变压器基于法拉第定律的函数
  • 发电机的基本工作原理是法拉第定律互感
  • 电磁炉是最快的烹饪方法。它也是根据互感原理工作的。当电流流过放置在烹饪容器下面的铜线线圈时,它会产生一个变化的磁场。这个交变或变化的磁场引起电动势,因此在导电容器中产生电流,我们知道电流的流动总是在容器中产生热量。
  • 电磁流量计是用来测量某些流体的流速的。当磁场作用于导电流体流动的电绝缘管道时,根据法拉第定律,就会在管道中感应到电动势。这个感应电动势与流体流动的速度成正比。
  • 作为电磁学理论的基础,法拉第的力线思想被用于著名的麦克斯韦方程。根据法拉第定律,磁场的变化引起电场麦克斯韦方程中使用了相反的方法。
  • 它也被用于乐器,如电吉他,电子小提琴等。
想学得更快?
每周让电子文章发送到你的收件箱。
不需要信用卡——它是100%免费的。

关于Elecbetway网页版trical4U

betway网页版Electrical4U致力于电气和电子工程相关的教学和分享。

留下你的评论