10.1 第十章电磁感应定律.ppt

四. 涡电流（涡流） 二. 互感 2. 互感系数与互感电动势。 二.　感生电动势与感生电场的关系 由法拉第电磁感应定律： 由电动势的定义： 作用于单位正电荷上的感生电场力的功是感生电动势 的法线方向应选得与左边的 曲线 L的积分方向成右手螺旋关系 1. 此式反映变化磁场和感生电场的相互关系， 即感生电场是由变化的磁场产生的。 2. S 是以 L 为边界的任一曲面。 讨论 4. 这是电磁场基本方程之一。 与 构成左手螺旋关系。 3. 动生电动势 感生电动势 特点 磁场不变，闭合电路的整体或局部在磁场中运动导致回路中磁通量的变化 闭合回路的任何部分都不动，空间磁场发生变化导致回路中磁通量变化 原因 由于S 的变化引起回路中?变化 由于B 的变化引起回路中?变化 非静电力就是洛仑兹力，由洛仑兹力对运动电荷作用而产生电动势 变化磁场在它周围空间激发涡旋电场，非静电力就是感生电场力，由感生电场力对电荷作功而产生电动势 结论 的来源 非静电力 比较 三.　感生电场的性质与静电场的比较 1. 的环流 是势场（无旋场），可以引入电势概念。 静电场的环路定理 是无势场（有旋场），不可以引入电势概念。 类比磁感应强度的高斯定理 场是无散场。 线是连续曲线，它在场中没有起点和终点。 涡旋电场是有旋场 是发散场， 线是“有头有尾”的， 起于正电荷而终于负电荷 麦克斯韦假设 2 . 的通量 静电场的高斯定理 结论 是涡旋场（非位场） 不能引入电势概念 感生电场（涡旋电场） 由静止电荷产生 由变化磁场产生 是发散场， 线是“有头有尾”的， 是无散场， 是一组闭合曲线 静电场（库仑场） 是势场（无旋场）可以引入电势概念 起于正电荷而终于负电荷 线是“无头无尾”的 静电场和涡旋电场的共同点：均对电荷有作用力。 总电场： 1. 涡电流的概念 大块的金属在磁场中运动，或处在变化的磁场中，金属内部也要产生感应电流，这种电流在金属内部自成闭合回路，称为涡电流或涡流。 铁芯 交 流 电 源 涡流线 铁 芯中的 涡电流 ２．涡电流的热效应 　　利用涡电流进行加热的方法叫做感应加热。 2、电磁阻尼 利 工频炉 中频炉 高频炉 及特种合金 1、冶炼难熔金属 减少涡流的途径 1、选择高阻值材料 （电机变压器的铁芯 材料是硅钢而非铁） 2、多片铁芯组合 弊 增加能耗 热效应过强--温度过高-- --易破坏绝缘--造成事故 应减少涡流 如变压器铁芯。 五.　感生电场的计算 例1：局限于半径 R 的圆柱形空间内分布有均匀磁场， 方向如图。磁场的变化率 求： 圆柱内、外的 分布。 方向：逆时针方向 虽然 上每点为0， 在 但在 上则并非如此。 由图可知，这个圆面积包括柱体内部分的面积，而柱体内 方向：逆时针方向 E 感 r R O 无限长圆柱体内外 与 r 的关系类似于 均匀带电球体内外 与 r 的关系。 [例2] 有一匀强磁场分布在一圆柱形区域内， 已知： 方向如图. 求： (1)用 求解 解一: 电动势的方向由C指向D (2)用法拉第定律求解 闭合曲线 的感生电动势 即为 段的感生电动势 所围面积为： 磁通 θ × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × [例3] OM、ON及MN为金属导线，MN以速度v 运动， 并保持与上述两导线接触。磁场是不均匀的，且： 导体MN在 时， 0 t = 0 x = x y 0 × × × × × × × × × × M N 求： × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × 如果：回路几何形状、尺寸不变， 周围无铁磁性物质。 L 自感系数，单位：亨利（H） 对于N 匝线圈： Ψ 磁链 一、自感 由于回路自身电流的变化， 在回路中产生感应电动势的现象。 实验指出： 1.自感现象 Φ I §13.4 自感和互感 1）L的意义： 2、自感系数与自感电动势 自感系数在数值上等于回路中通过单位电流时，通过自身回路所包围面积的磁通量。 若 I=1A，则 L的计算: L=φm/I 单位：H ，mH , μH 2)自感电动势： 若回路几何形状、尺寸不变，周围介质的磁导率不变， 自感电动势 则： 讨论： 2. L 的存在总是阻碍电流的变化，所以自感电动势是反抗电流的变化,而不是反抗电流本身。 I dl H l . = I L Ψ = H B 已知：匝数N,横截面积S,长度l ,磁导率 μ 自感的计