【正文】 電流 ， 說明回路中有電動(dòng)勢存在 。 產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的那部分導(dǎo)體 ， 就相當(dāng)于電源 ， 如在磁場中切割磁感線的導(dǎo)體和磁通發(fā)生變化的線圈等 。 若電路是閉合的 ， 則電路中有感應(yīng)電流 ， 若電路是斷開的 ，則電路中就沒有感應(yīng)電流 ， 只有感應(yīng)電動(dòng)勢 。即 tE ????于是 二、電磁感應(yīng)定律 ? = N? 大量的實(shí)驗(yàn)表明： 單匝線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的大小 ， 與穿過線圈的磁通變化率 ??/? t成正比 ， 即 高 等 教 育 出 版 社 Higher Education Press 《 電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能 》 演示文稿 上式適用于 的情況 。 將速度 v 分解為兩個(gè)互相垂直的分量 v v 2， v 1 = v cos? 與 B 平行 ， 不切割磁感線； v 2 = v sin? 與 B 垂直 ， 切割磁感線 。 設(shè) ab 長為 l， 勻速滑動(dòng)的速度為 v， 在 ?t 時(shí)間內(nèi) ，由位置 ab 滑動(dòng)到 a?b? ， 利用電磁感應(yīng)定律 ， ab 中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢大小 vv Blt tBltSBtE ???? ?? ???????? ?vBlE ?即 圖 61 導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢 高 等 教 育 出 版 社 Higher Education Press 《 電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能 》 演示文稿 上式表明 ， 在磁場中 ， 運(yùn)動(dòng)導(dǎo)線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的大小與磁感應(yīng)強(qiáng)度 B、 導(dǎo)線長度 l、 導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)速度 v 以及導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)方向與磁感線方向之間夾角的正弦 sin? 成正比 。 若電路閉合 ， 且電阻為 R， 則電路中的電流 REI ? 因此 ， 導(dǎo)線中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢 E ? B l v2 ? B l v sin? 高 等 教 育 出 版 社 Higher Education Press 《 電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能 》 演示文稿 三、說明 1． 利用公式 計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢時(shí) ， 若 v 為平均速度 ，則計(jì)算結(jié)果為平均感應(yīng)電動(dòng)勢；若 v 為瞬時(shí)速度 ， 則計(jì)算結(jié)果為瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢 。 vlBE ?tE ???? ??高 等 教 育 出 版 社 Higher Education Press 《 電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能 》 演示文稿 【 例 61】 在圖 61中 ， 設(shè)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 為 T， 切割磁感線的導(dǎo)線長度 l 為 40 cm， 向右運(yùn)動(dòng)的速度 v 為 5 m/s， 整個(gè)線框的電阻 R為 ?， 求： (1)感應(yīng)電動(dòng)勢的大??； (2)感應(yīng)電流的大小和方向； (3)使導(dǎo)線向右勻速運(yùn)動(dòng)所需的外力 。 高 等 教 育 出 版 社 Higher Education Press 《 電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能 》 演示文稿 解 : (1)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢 (2)線圈中的感應(yīng)電流 由右手定則可判斷出感應(yīng)電流方向?yàn)? abcd 。 用左手定則可判斷出 ab 所受安培力方向向左 ， 與速度方向相反 ， 因此 ， 若要保證 ab 以速度 v 勻速向右運(yùn)動(dòng) ， 必須施加一個(gè)與安培力大小相等方向相反的外力 。 ??? REI高 等 教 育 出 版 社 Higher Education Press 《 電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能 》 演示文稿 (4) 外力做功的功率 ???? FvP(5) 感應(yīng)電流的功率 ???? EIP39。 高 等 教 育 出 版 社 Higher Education Press 《 電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能 》 演示文稿 【 例 62】 在一個(gè) B = T 的勻強(qiáng)磁場里 ， 放一個(gè)面積為 m2 的線圈 ， 線圈匝數(shù)為 500 匝 。 ， 變成與磁感線垂直 ， 求這個(gè)過程中感應(yīng)電動(dòng)勢的平均值 。 這種由于線圈本身電流發(fā)生變化而產(chǎn)生電磁感應(yīng)的現(xiàn)象稱為自感現(xiàn)象 ， 簡稱自感 。 一、自感現(xiàn)象 高 等 教 育 出 版 社 Higher Education Press 《 電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能 》 演示文稿 考慮自感電動(dòng)勢與線圈中電流變化的定量關(guān)系 。 當(dāng)線圈匝數(shù)為 N 時(shí) ， 線圈的 自感磁鏈 同一電流流過不同的線圈 ， 產(chǎn)生的磁鏈不同 ， 為表示各個(gè)線圈產(chǎn)生自感磁鏈的能力 ， 將線圈的自感磁鏈與電流的比值稱為線圈的 自感系數(shù) ， 簡稱 電感 ， 用 L 表示 ILL?? 即 L 是一個(gè)線圈通過單位電流時(shí)所產(chǎn)生的磁鏈 。 假定環(huán)形螺旋線圈均勻地繞在某種材料做成的圓環(huán)上 ， 線圈的匝數(shù)為 N ， 圓環(huán)的平均周長為 l ， 對于這樣的線圈 ， 可近似認(rèn)為磁通都集中在線圈的內(nèi)部 ， 而且磁通在截面 S 上的分布是均勻的 。 (2) 其他近似環(huán)形的線圈 ， 在鐵心沒有飽和的條件下 ， 也可用上式近似計(jì)算線圈的電感 ， 此時(shí) l是鐵心的平均長度 。 (3) 由于磁導(dǎo)率 ? 不是常數(shù) ， 隨電流而變 ， 因此有鐵心的線圈其電感也不是一個(gè)定值 ， 這種電感稱為非線性電感 。 當(dāng)線圈中的電流在 1s 內(nèi)變化 1A 時(shí) ， 引起的自感電動(dòng)勢是 1V， 則這個(gè)線圈的自感系數(shù)就是 1H 。熒光燈的鎮(zhèn)流器就是利用線圈自感的一個(gè)例子 。 五、自感現(xiàn)象的應(yīng)用 圖 63 熒光燈電路圖 高 等 教 育 出 版 社 Higher Education Press 《 電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能 》 演示文稿 熒光燈主要由燈管 、 鎮(zhèn)流器和 啟輝 器組成 。 1．結(jié)構(gòu) 圖 64 啟輝器結(jié)構(gòu)圖 高 等 教 育 出 版 社 Higher Education Press 《 電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能 》 演示文稿 啟輝器是一個(gè)充有氖氣的小玻璃泡 ， 里面裝有兩個(gè)電極 ， 一個(gè)固定不動(dòng)的靜觸片和一個(gè)用雙金屬片制成的 U 形觸片 。 由于激發(fā)汞蒸氣導(dǎo)電所需的電壓比 220 V 的電源電壓高得多 ， 因此熒光燈在開始點(diǎn)亮之前需要一個(gè)高出電源電壓很多的瞬時(shí)電壓 。 這兩方面的要求都是利用跟燈管串聯(lián)的鎮(zhèn)流器來達(dá)到的 。 電路接通后 ， 啟輝器中的氖氣停止放電 ， U形觸片冷卻收縮 ， 兩個(gè)觸片分離 ， 電路自動(dòng)斷開 。 在熒光燈正常發(fā)光時(shí) ， 與燈管串聯(lián)的鎮(zhèn)流器就起著降壓限流的作用 ， 保證熒光燈的正常工作 。 在自感系數(shù)很大而電流又很強(qiáng)的電路中 ， 在切斷電源瞬間 ， 由于電流在很短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生了很大變化 ， 會(huì)產(chǎn)生很高的自感電動(dòng)勢 ， 在斷開處形成電弧 ， 這不僅會(huì)燒壞開關(guān) ， 甚至?xí)＜肮ぷ魅藛T的安全 。 六、自感的危害 高 等 教 育 出 版 社 Higher Education Press 《 電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能 》 演示文稿 電感線圈也是一個(gè)儲(chǔ)能元件。在通有相同電流的線圈中，電感越大的線圈，儲(chǔ)存的能量越多，因此線圈的電感也反映了它儲(chǔ)存磁場能量的能力。 例如 ， 隨著電流的增大 ， 線圈的磁場增強(qiáng) ， 儲(chǔ)入的磁場能量增多；隨著電流的減小 ， 線圈的磁場減弱 ， 磁場能量通過電磁感應(yīng)的作用又轉(zhuǎn)化為電能 。 (2) 磁場能量的計(jì)算公式 ， 在形式上與電場能量的計(jì)算公式相同 。 在互感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢 ，叫 互感電動(dòng)勢 。 當(dāng)線圈 Ⅰ中有電流通過時(shí) ， 產(chǎn)生的自感磁通為 ?11， 自感磁鏈為 ?11 = N1?11。 同樣 ， 當(dāng)線圈 Ⅱ 通有電流時(shí) ， 它產(chǎn)生的自感磁通 ?