第4章電磁感應(yīng)電磁場基本規(guī)律(參考版)
2025-08-04 17:03本頁面
【正文】 HBw m???? 21第十三章 電磁感應(yīng) 電磁場 能量存在器件中 C L 221 CUWe ? W LIm ?122存在場中 通過 平板電容器 得出下述結(jié)論 w D Ee ? ?12? ?通過 長直螺線管 得出下述結(jié)論 BHw m????21在電磁場中 w w we m? ?BHEDw ???? ???? 2121普遍適用于各種電場 磁場 靜電場 類比 穩(wěn)恒磁場 第十三章 電磁感應(yīng) 電磁場 麥克斯韋電磁場理論簡介 ?電場 靜電場 感生電場 靜止電荷 空間存在 ?磁場 穩(wěn)恒磁場 空間存在 恒定電流 感生磁場 dBdt?回顧前幾章的內(nèi)容 dEdt?電磁場 第十三章 電磁感應(yīng) 電磁場 Maxwell 的新思想 ： 渦旋電場 — 變化的磁場產(chǎn)生電場 位移電流 — 變化的電場產(chǎn)生磁場 前人的經(jīng)驗 ： QSdDS ??? ?? 0? ??L ldE 00 ??? ??S SdB 00 ??? ??L IldH ?? 0靜電場 穩(wěn)恒磁場 第十三章 電磁感應(yīng) 電磁場 ? ???S SdD 0??SdtBldEL S???????????? ?靜電場 QSdDS ??? ?? 0 渦旋電場 穩(wěn)恒磁場 ? ??S SdB 00 ?? 渦旋磁場 ? ???S SdB 0??1）有旋電場 tDjddd???kE?麥克斯韋假設(shè) 2）位移電流 ? ??L ldE 0??? ??L IldH ?? 0 SdtDldHL S??????????? ?39。所以自感系數(shù) L可以用來表征線圈儲存磁能的本領(lǐng)。 當(dāng) t=? 時， I=?/R； 當(dāng) t=3? 時， I=?/R 當(dāng) t=5? 時， I=?/R 2. 電流的衰減 RIdtdIL ?－??teRI ???I I0 t 二 .RC電路中的暫態(tài)過程 （自學(xué)） 第十三章 電磁感應(yīng) 電磁場 電容器充電，儲存 電場 能量 22121 CUQUWe ??與此相似， 電流激發(fā)磁場，也要供給能量，所以磁場具有能量。時間常數(shù) 表征該過程的快慢。由 于電流變化從而在回路中出現(xiàn)自 感電動勢 由歐姆定律 第十三章 電磁感應(yīng) 電磁場 )1(tLReRI??? ?為 時間常數(shù) RL /??利用初始條件 0,0 ?? It令 ?I I0 t RI o?? 電流極大值 )1( ??teRI??? oII ???t當(dāng) oII ???t當(dāng) IRdtdIL ???第十三章 電磁感應(yīng) 電磁場 當(dāng)電流得到極大值時，開關(guān)與 2接通，此時電路中的電流衰減 tLReRI?? ?自感的作用將使電路中的電流不會 瞬間突變。從開始變化到趨于恒定狀態(tài)的過程叫 暫態(tài)過程 ?？刹捎么牌帘蔚姆椒▽⒛承┢骷Ｗo(hù)起來。常見的有電力變壓器、中周變壓器、輸入輸出變壓器、電壓互感器和電流互感器。 (2)負(fù)號表明，在一個線圈中所引起的互感電動勢要反抗另一線圈中電流的變化； (3)互感系數(shù) M是表征互感強(qiáng)弱的物理量 . 互感電動勢 tItIM dddd 2112 ?? ????? 互感系數(shù) 第十三章 電磁感應(yīng) 電磁場 應(yīng)用 : 無線電和電磁測量 互感器 ：通過互感線圈能夠使能量或信號由一個線圈方便地傳遞到另一個線圈。 二 .互感現(xiàn)象與互感現(xiàn)象 第十三章 電磁感應(yīng) 電磁場 線圈 1所激發(fā)的磁場通過線圈 2的磁通量 122 IM??211 IM??線圈 2所激發(fā)的磁場通過線圈 1的磁通量 M1， M2叫 互感系數(shù)； 理論和實驗證明： M1=M2=M 12 MI??21 MI??211 ??? IB2 004 r rlIdBd??? ?? ???互感系數(shù)在數(shù)值上等于其中一個線圈中通以單位電流時，穿過另一線圈面積的磁通量。 第十三章 電磁感應(yīng) 電磁場 2?2 1i1 2i1?1 互感現(xiàn)象 當(dāng)線圈 1中的電流變化時，所激發(fā)的磁場會在它鄰近的另一個線圈 2 中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢；這種現(xiàn)象稱為 互感現(xiàn)象 。為了減少這種危險，一般都是先增加電阻使電流減小，然后再斷開電路；故大電流電力系統(tǒng)中的開關(guān)，都附加有“滅弧”裝置。 由 L=?/I求出 L nIHB ?? ??lNn ?N B SN Φ ???ISlNN ??L 例 1 如圖的長直密繞螺線管 ,已知 , 求 其自感 . （忽略邊緣效應(yīng)） ?, NSllS ??解 先設(shè)電流 I 根據(jù)安培環(huán)路定理求得 H B Φ L第十三章 電磁感應(yīng) 電磁場 lS ??ISlNN ?? ?lNn ? lSV ?VnL 2???SlNIL2?? ??幾何條件 介質(zhì) 自感與線圈的體積成正比，與單位長度上匝數(shù)的平方成正比，還與介質(zhì)的磁導(dǎo)率成正比 (1)n大 (2)181。 ABKK合上 燈泡 A先亮 B晚亮 KK斷開時， 燈泡 突然強(qiáng)烈閃亮一下再熄滅 L 第十三章 電磁感應(yīng) 電磁場 自感的計算 ?假設(shè)電流 I分布 。 tILL dd???)dddd(dd tLItILtΦL ?????? 自感電動勢 自感 tILL dd??? 自感電動勢的方向總是要使它阻礙回路本身電流的變化 。與線圈大小、形狀、周圍介質(zhì)的磁導(dǎo)率有關(guān)； 與線圈是否通電流無關(guān) 。 一 .自感現(xiàn)象與自感系數(shù) i 自感和互感 第十三章 電磁感應(yīng) 電磁場 閉合回路，電流為 I，回路形狀不變，根據(jù)BiotSavart定律 物理意義： 一個線圈中通有單位電流時，通過線圈自身的磁通鏈數(shù)，等于該線圈的自感系數(shù)。 應(yīng)用 熱效應(yīng)、電磁阻尼效應(yīng) . 第十三章 電磁感應(yīng) 電磁場 ? 渦流的熱效應(yīng) 電阻小，電流大，能夠產(chǎn)生大量的熱量。 解： 自圓心作輔助線，與金屬棒構(gòu)成三角形， 其面積為 S： ? ?22 2/2 LRLS ??過 S的磁通量為 ? ? 22m 2/2 LRBLΦ ???該回路感應(yīng)電動勢 ? ? tBLRLtlEl dd2/2ddd 22mi ???????? ? ???所以以上結(jié)果就是金屬棒的感應(yīng)電動勢。 解：設(shè) t 時刻 I 0 , 空間磁場為 方向指向紙面， cb 邊長為 l2=
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