《感生电场互感自感》PPT课件

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1、在电磁感应现象的实验中,当电键K闭合时,线圈1中要产生感生电流，此电流是产生的原因是什么呢？K12.3.1感生电动势和感生电场1.感生电动势产生的原因----感生电场力1861年，麦克斯韦（1831-1879）大胆假设“变化的磁场会产生感生电场”。他提出：感生电场的电力线是闭合的，是一种非静电场。正是这种非静电场产生了感生电动势。不动变1按照法拉第电磁感应定律所以有（的正方向与L成右手螺旋关系）现在由电动势的普遍定义：设感生电场的电场强度为感生电场的环流怎么样？通量怎么样？2.感生电场的性质2因为感生电场的电力线是闭合的，所以对任一封闭面，感生电场的通量为零。这就是感生电场的通量规律。（记）这

2、就是感生电场的环流规律。涡旋电场永远和磁感应强度矢量的变化连在一起。感生电场的电力线类似于磁力线，是无头无尾的闭合曲线，呈涡旋状，所以又称之为涡旋电场。3①感生电场以法拉第电磁感应定律为基础源于法拉第，高于法拉第。*电子感应加速器(见后面)讨论*涡电流（感应加热炉）②感生电场假说的检验与应用时变磁场在空间激发感生电场。闭合导体回路中→→空间闭合曲线Ei的环流现象归纳本质假说4产生根源电荷变化的磁场环流非势场势场电力线闭合通量电力线不闭合3.感生电场与静电场的比较：5（有时需设计一个闭合回路）方法一：由电动势的定义方法二：由法拉第电磁感应定律4.感生电动势与感生电场的计算6(设0)求:管内外

3、的所以【解】由于磁场有轴对称性，也有轴对称性。管内：取场点P，过场点作轴对称圆回路L，以顺时针为正方向。例：已知:半径为R的长直螺线管内的7设设管外:同理，取场点P’,作回路L’,可得的分布曲线如图所示：思考：无限长带电柱面λ，绕轴线以角加速度β转动，柱面内外Ei如何分布？8例题：圆形均匀分布的磁场半径为R，磁场随时间均匀增加，dB/dt=k,在磁场中放置一长为L的导体棒，求棒中的感生电动势。解：补回路法hoR思考：棒的长度增加一倍，结果如何？9例题：在通有电流为I=I0cosωt的长直载流导线旁，放置一矩形回路，如图所示位置开始计时，求t时刻回路中的感应电动势。ILabxdxxo解法一：

4、由法拉第电磁感应定律：10ILabxdxxo解法二：由电动势定义只能求出回路ε，无法求出各点Ei11ILabxo思考：若回路从如图位置以v向右运动，结果如何？12SN交变磁场tBE涡①洛仑兹力提供向心力；②感应电场使电子加速。在T/4末将电子引离轨道进入靶室。环形真空室电子感应加速器5.感应电场的应用13将导体放入变化的磁场中时，由于在变化的磁场周围存在着涡旋的感生电场，感生电场作用在导体内的自由电荷上，使电荷运动，形成涡电流。I涡①高频感应炉的应用在冶金工业中，某些熔化活泼的稀有金属在高温下容易氧化，将其放在真空环境中的坩埚中，坩埚外绕着通有交流电的线圈，对金属加热，防止氧化。抽真空1.涡电

5、流的应用13.3.2涡电流14在制造电子管、显像管或激光管时，在做好后要抽气封口，但管子里金属电极上吸附的气体不易很快放出，必须加热到高温才能放出而被抽走,利用涡电流加热的方法，一边加热，一边抽气，然后封口。抽真空接高频发生器显像管③电磁炉在市面上出售的一种加热炊具----电磁炉。这种电磁炉加热时炉体本身并不发热，在炉内有一线圈，当接通交流电时，在炉体周围产生交变的磁场，当金属容器放在炉上时，在容器上产生涡电流，使容器发热，达到加热食物的目的。②用涡电流加热金属电极15由于涡电流在导体中产生热效应，在制造变压器时，就不能把铁心制成实心的，这样在变压器工作时在铁心中产生较大的涡电流，使铁心发热，

6、造成漆包线绝缘性能下降，引发事故。因此在制作变压器铁心时，用多片硅钢片叠合而成，使导体横截面减小，涡电流也较小。对于电动机的转子和定子也都是用片状的软磁性材料叠合制成的。2.涡电流的危害16一个线圈的电流发生变化时，通过线圈自身的全磁通也会发生变化，线圈内产生的感生电动势称为自感电动势。12.4自感和互感在下面的实验中，两并联支路中的电阻与电感的纯电阻相同，当电键K闭合时，灯泡1立刻点亮，而灯泡2为渐亮过程。这是由于电键K闭合瞬间，电路中电流发生变化，在线圈L中产生自感电动势，阻止支路中的电流变化，电流是渐变的。12.4.1自感和自感系数17()若周围无铁磁质，就有自感在数值上等于线圈中通有

7、单位电流强度时，通过线圈自身的全磁通的大小。它取决于线圈的形状、大小、匝数以及周围磁介质的情况，与电流i无关。L……线圈的自感系数，简称自感。()自感电动势自感在数值上也等于，线圈中有单位电流变化率时，线圈中产生的自感电动势的大小。18可以看出：若di>0，则L<0，与正方向相反，I感也与正方向相反，阻碍电流的变化；若di<0，则L>0，与正方向相同，I感也与正方向相同，也阻碍电流的变化；