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电磁感应在生活中的应用
摘要:电磁感应现象是放在变化磁通量中的导体,会产生电动势,一般表现为两种形式,即动生电动势与感生电动势。对这两种电动势从产生机制、能量转换等角度分别进行描述,来理解它们的统一和区别。电磁感应现象在生活中有很多的应用,对常见的几种例子分别进行阐述,对该现象有更具体的理解。
关键词:电磁感应定律电动势应用
一、电磁感应定律不论电路是否闭合,只要穿过电路的磁通量发生变化,电路中就产生感应电动势,电路已经具备了随时输出电能的能力。如果电路闭合,将会在回路中产生感应电流。这一现象是迈克尔法拉第于1831年发现的,因此被称之为法拉第电磁感应定律。这是自奥斯特发现了电流产生磁场之后,在电磁学中的另一伟大发现,它不仅揭示了电与磁之间的内在联系,而且为电与磁之间的相互转化奠定了基础。通过实验表明,只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就会产生感应电动势和感应电流。若电路不闭合,则电路没有电流,只存在感应电动势,感应电动势与穿过这一电路相对任一参照形成闭合环路的磁通量变化率成正比,方向用楞次定律判断。即无论回路是否闭合,都会产生感应电动势εdφdt感应电动势的存在不以导体存在为前提,根据复合函数求导及磁通量与磁感应强度关系,当上式中线圈匝数
1时,又可写为εd∫BdSdt∫BtdS-∫BdSt
二、电动势上式中,第一项表示线圈不动时磁感应强度B随时间变化所产生的感应电动势,又称感生电动势,变压器及无线信号的接收天线是其典型应用第二项表示空间磁场不变,线圈面积变化产生的感应电动势,又称动生电动势,其典型应用于发电机。1.动生电动势回路或其一部分在磁场中的相对运动所产生的感应电动势,即变,称之为动生电动势。动生电动势的产生是由于外力的作用,驱使导体在磁场内运动,整个过程中洛伦兹力与导体的运动方向垂直,即洛伦兹力不做功。因此,动生电动势能量的变化是外力的机械能转化为电能。2.感生电动势仅由磁场的变化而产生的感应电动势,即变,称之感生电动势。感生电动势时,导体或导体回路不动,而磁场变化。因此产生感生电动势的原因不可能是洛仑兹力。英国物理学家麦克斯韦指出:变化的磁场会在其周围空间激发出一种电场,称为感生电场,其电场线为闭合曲线,所以又称为涡旋电场。产生感生电动势的非静电力是感生电场力(或称为涡旋电场力)。
三、电磁感应的应用电磁感应现象的发现为r
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