求两个线圈间的互感.ppt

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1、§9-1电磁感应定律§9-2动生电动势§9-3感生电动势感生电场§9-4自感应和互感应§9-5磁场的能量§9-6位移电流电磁场理论§9-7电磁场的统一性和电磁场量的相对性第九章电磁感应电磁场理论§9-1电磁感应定律一、电磁感应现象当穿过闭合回路的磁通量发生变化时，不管这种变化是由什么原因的，回路中有电流产生。称为电磁感应现象。电磁感应现象中产生的电流称为感应电流，相应的电动势称为感应电动势。结论楞次定律：感应电动势产生的感应电流方向，总是使感应电流的磁场通过回路的磁通量阻碍原磁通量的变化。二、楞次定律三、法拉第电磁感应定律当穿过回路所包围面积的磁通量发生变化时，回路中产

2、生的感应电动势的大小与穿过回路的磁通量对时间的变化率成正比。式中的负号反映了感应电动势的方向，是楞次定律的数学表示。判断i的方向:先规定回路正向，从而确定磁通量(及变化率)的正负，再得感应电动势的正负。若为正，则与规定的回路方向相同。若为负，则相反。磁通链数：感应电流：感应电荷：感应电荷与磁通量的变化成正比，与磁通量变化的快慢无关。在实验中，可以通过测量感应电荷和电阻来确定磁通量的变化。磁通计原理如果用表示等效的非静电性场强，则感应电动势可表为例9-1电子计算机中作为存储元件的环形磁心是用横截面为矩形的铁氧体材料制成的。磁心原来已被磁化，磁化方向如图，剩磁为+Br

3、，现在回路1中通以脉冲电流I，使磁心由原来的剩磁状态+Br变为-Br，试估算在这种剩磁状态翻转过程中，回路2中产生的感应电动势。已知磁心截面积为S，翻转时间为。12abc+Br解：设回路2的绕向为bca方向：bca讨论：若原来的剩磁为-Br，则回路2中不产生感应电动势。例9-2导线ab弯成如图形状，半径r=0.10m，B=0.50T，转速n=3600r/min。电路总电阻为1000。求：感应电动势和感应电流以及最大感应电动势和最大感应电流。解：rab解：例9-3一长直导线通以电流

4、，旁边有一个共面的矩形线圈abcd。求：线圈中的感应电动势。讨论：若线圈同时以速度v向右运动?§9-2动生电动势根据磁通量变化的不同原因，把感应电动势分为两种情况加以讨论。动生电动势：在恒定磁场中运动着的导体内产生的感应电动势。感生电动势：导体不动，因磁场的变化产生的感应电动势。一、在磁场中运动的导线内的感应电动势在一般情况下，运动导线内总的动生电动势：特例：运动导体内电子受到洛伦兹力的作用。非静电场：动生电动势：BAv-FmIi++--Fe解释3.此结果也适用于非匀强磁场中。非闭合回路：d

5、t时间内扫过面积的磁通量说明2.动生电动势只存在于运动的导线上，此时1.式中的方向任意取定，当e>0时，表明的方向顺着的方向，当e<0时，表明的方向顺着的方向。4.此式与法拉第定律是一致的。5.动生电动势过程中的能量转化关系。如图所示，设电路中感应电流为Ii，则感应电动势做功的功率为通电导体棒AB在磁场中受到向左的安培力，大小为：外力做正功输入机械能，安培力做负功吸收它，同时感应电动势(非静电场力)在回路中做正功又以电能形式输出这个份额的能量。——发电机导体棒匀速向右运动，外力（）的功率为动生电动势的计算（2）对于一段导体（1）对于导体回路Ib.设想构成一个回路，则金属

6、棒上总电动势为例9-4长为L的铜棒，在磁感强度为的均匀磁场中以角速度在与磁场方向垂直的平面内绕棒的一端O匀速转动，求棒中的动生电动势。取线元，方向沿O指向A解：方向为A0，即O点电势较高。另解：SL法拉第圆盘发电机——铜盘在磁场中转动。R铜棒并联讨论例9-5一长直导线中通电流I，有一长为l的金属棒与导线垂直共面(左端相距为a)。当棒以速度v平行与长直导线匀速运动时，求棒产生的动生电动势。解：方向：BA例9-6长直导线中通电流I，长为L的金属棒与导线共面(左端相距为a)。当棒以角速度绕O端在纸面内匀角速转动时，求如图位置时棒中的动生电动势。解：OA二、在磁场

7、中转动的线圈内的感应电动势矩形线圈为N匝,面积S，在匀强磁场中绕固定的轴线OO'转动，磁感应强度与轴垂直。当t=0时，=0。任一位置时：交变电动势交变电流发电机原理令交变电动势和交变电流例9-7边长l=5cm的正方形线圈，在磁感应强度B=0.84T的磁场中绕轴转动。已知线圈共10匝，线圈的转速n=10r/s。转轴与磁场方向垂直。求：（1）线圈由其平面与磁场方向垂直而转过30°时线圈内的动生电动势；（2）线圈转动时的最大电动势及该时刻线圈的位置；（3）由图示位置开始转过1s时线圈内的的动生电动势解：取逆时针的绕行方向为正方向，并取线圈平面