電磁感應(yīng)電磁場ppt課件(編輯修改稿)
2025-02-11 05:17 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 R1 、 R2 、 h、 N Ih2R1Rr dr 解 : ? ??l NIldH ??NIrH ??? 2rNIH?? 2rNIB???2h drrNISdBd ??2???? ??h drrNISdBd ??2???? ??43 ?? ???? 212 RR rdrN I hd ?? )ln (122 RRN I h???)ln (1222 RRIhNN??? ???)ln (1222 RRhNIL??? ??44 二 . 互感 因兩個載流線圈中電流變化而在對方線圈中激起感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象稱為互感應(yīng)現(xiàn)象。 ?12 ?21 I1 I2 1. 互感系數(shù) (M) 若無鐵磁質(zhì) 線圈不變形 介質(zhì)不變化 相對位置不變 ? 21 = M21I1 ? 12 = M12I2 M21 = M12 = M M 稱 互感系數(shù) 45 12121 IMM???(1)M只與線圈本身的形狀、大?。辉褦?shù)； 相對位置；磁導(dǎo)率有關(guān)；與電流無關(guān) (鐵心的線圈除外 )。 (2)M的大小反映了兩個線圈磁場的相互影響程度。 (3) 在 SI制中， M的單位是亨利 (H). dtd 2121????dtdIM 1??dtd 1212????dtdIM 2??(1) 互感電動勢的大小與 M成正比，與相對應(yīng)的線圈中電流的變化率正比。 (2) 負(fù)號是楞次定律的數(shù)學(xué)表示。 46 3 . 互感系數(shù)的計(jì)算 12121 IMM???tIMM /dd 12121????47 例 : 計(jì)算： (1)共軸的兩個長螺線管 c1與 c2之間的互感系數(shù) .(2)兩螺線管的自感系數(shù)與互感系數(shù)的關(guān)系 .設(shè)螺線管 c1的長度 l比其截面積 S的線度大得多，管內(nèi)充滿磁導(dǎo)率為 ?的磁介質(zhì) .c1有 N1匝， c2有 N2匝，如圖示 . S ? 解： (1) 設(shè)內(nèi)管通有電流 I1 ,外管通有電流 I2， l1=l2=l lINB 111 ?? lINB 222 ??對于 c1 122112112112 SlINNSBNN ??????對于 c2 11121211221221 ))(0( SlINNSSSBNN ?????????48 12121212 SlNNIM ???? ?12112121 SlNNIM ???? ?M＝ M21 = M12 (2)L與 M的關(guān)系 111111111111 SlINNSBNN ??????222222222222 SlINNSBNN ??????若在同一個圓柱面上， S1＝ S2 ＝ S，則 SlNIL211111 ???? SlNIL222222 ????21 LLM ?完全耦合的情況成立 在一般情況下 21 LLKM ?10 ?? K49 例 : 在磁導(dǎo)率為 ?的均勻無限大磁介質(zhì)中，一無限長直載流導(dǎo)線與矩形線圈共面，直導(dǎo)線與線圈一邊相距為 a，線圈共 N匝，尺寸如圖所示，求它們的互感系數(shù) . r dr a b l I 解 :通過矩形線圈的磁通鏈數(shù)為 ? ????? sm SdBNN ??abaN I ll drrIN baa??? ? ? ln????22abaNlIM???? ln??2互感 系數(shù) 為 互感系數(shù)僅取決于兩回路的形狀 , 相對位置 ,磁介質(zhì)的磁導(dǎo)率． 50 167。 磁場的能量 一、自感磁能 1. 當(dāng) K接在 1點(diǎn)瞬時，線圈中產(chǎn)生與電流方向相反的自感電動勢 R ?L 1 2 i K ? dtdiLL ???iRdtdiL ???iRdtdiL ???在 dt時間內(nèi)，電源電動勢做功為 RdtidtdtdiLii dtdA 2????? ?51 0→T，電流從 0→I=?/R RdtiL i dii dtA T I T? ? ???? 0 0 0 2?RdtiLIi dtT T? ???0 02221?電源做功分為兩部份： R的焦?fàn)枱? ?? T R d tiQ 0 2反抗自感電動勢做功 221 LIWm ?在 自感線圈中建立起磁場 221 LIWm ?52 2. 若將 K板向 2，經(jīng)歷一段時間 T/，在這段時間內(nèi)是自感電動勢做功。 R ?L 1 2 i K ? iRdtdiL ??i dtdtdiLi dtA TT L ?? ????????? //00/ ?20/21 LIL i dtAI???? R dtiT?? /02焦耳熱完全是由線圈中儲存的磁場能轉(zhuǎn)化而來 53 二、互感磁能 兩個相鄰的線圈 1和 2，在建立電流的過程中， 電源 反抗互感電動勢做功，這部分功也將轉(zhuǎn)變成磁場能量，稱為互感磁能 . ?12 ?21 I1 I2 電源所做功 線圈中產(chǎn)生焦耳熱 反抗自感電動勢做功 反抗互感電動勢做功 21222211 2121 IMIILILW ???自感磁能 互感磁能 54 三、磁場的能量 與電能一樣，磁能也是存在于整個磁場分布的空間中 VnL 2??V表示螺線管內(nèi)的空間 VInLIW m 222 2121 ???長直螺線管內(nèi) nIB ??nBI???如：長直通電螺線管 BH VVBVnBnW m 2121)(21222 ??????55 磁場能量密度 VWw mm ?HBBw m ?? ??? 21212? ① 上面結(jié)果對一般情況也成立 ② 在整個磁場中，磁場能為 dVHBWVm???? ? 21式中為整個磁場分布的空間 56 例：如圖 .求同軸傳輸線之磁能及自感系數(shù) 2R1Rlr dr解 : rIBrIH??? 22 ??r l d rdV ?2?? ??? V V dVHw dVW 221 ?r l drrIRR ??? 2221 221)(??)ln (1224 RRlI???WLI ?221 )ln (1224 RRlI???可得同軸電纜的自感系數(shù)為 )ln (122 RRlL???57 計(jì)算自感系數(shù)可歸納為三種方法 : LI??dtdILL ???221 LIW ? : : 58 167。 位移電流和全電流定律 1820年奧斯特 電 磁 1831年法拉第 磁 電 產(chǎn)生 產(chǎn)生 變化的電場 磁場 變化的磁場 電場 激發(fā) ?電磁場規(guī)律的歸納和總結(jié) ——麥克斯韋電磁場方程組 ， 并闡明電磁波的性質(zhì) 59 一、位移電流 靜電場 穩(wěn)恒磁場 ? ???s qsdD 0?? ? ??s sdB 0??0??? ldEl ?? 0IldHl? ??? ???對變化的磁場 sdtBldE Sl ?????????? ???對變化的電場 ? ????l tDldH???? ?穩(wěn)恒電流磁場中的安培環(huán)流定律
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