第十一章 电磁感应02.ppt

§11-3 自感和互感 互感应 电池 BATTERY 拉开闸刀后此灯缓慢变暗 自感 线圈 电池 BATTERY 拉开闸刀后此灯缓慢变暗 自感 线圈 电池 BATTERY 拉开闸刀后此灯缓慢变暗 自感 线圈 电池 BATTERY 拉开闸刀后此灯缓慢变暗 自感 线圈 电池 BATTERY 拉开闸刀后此灯缓慢变暗 自感 线圈 电池 BATTERY 拉开闸刀后此灯缓慢变暗 自感 线圈 电池 BATTERY 拉开闸刀后此灯缓慢变暗 自感 线圈 电池 BATTERY 拉开闸刀后此灯缓慢变暗 自感 线圈 电池 BATTERY 拉开闸刀后此灯缓慢变暗 自感 线圈 返回 互感应 相邻的两个载流回路，当其中一个电流变化时引起过另一个回路的磁通量发生变化，而在其中产生电动势的现象,称为互感现象。 一、互感应(mutual inductance) 若两回路几何形状、尺寸及相对位置不变，周围无铁磁性物质。实验指出： 二、互感系数 上一张 下一张 返回 例如：变压器(transformer) = M 12 M 21 实验和理论都可以证明： N 1 Φ 12 = M I 2 = Ψ 12 Φ N 2 21 = M I 1 = Ψ 21 若两线圈的匝数分别为 N 1 N 2 ， 则有： I 2 I 1 Φ 12 Φ 21 Φ I 12 2 ∝ Φ I 21 1 ∝ = Φ I M 12 2 12 = Φ I M 21 1 21 上一张 下一张 返回 * 当回路 1中电流发生变化时，在回路 回路2 电池 BATTERY 0 10 20 30 40 G 回路1 2中出现感应电动势。 上一张 下一张 返回 导体在磁场中运动产生的动生电动势，其非静电力是 Lorentz力，在变化的磁场中，产生感生电动势的非静电力是什么呢？ 上一张 下一张 返回 仅由于磁场 变化而引起回路平面中的磁通量 变化而产生的电动势叫感生电动势。 B Φ 二．感生电动势induced emf： 问题的提出： 麦克斯韦Maxwell假设： 由法拉第电磁感应定律： ε d i t Φ d = . B d S = d t d s ò ò 由电动势的定义： ε i = E d l . 感 L ò E = B t . d S ? ? E d l . 感 = B t . d S ? ? L ò s ò ò E 感 电场为感生电场，或涡旋电场 在变化磁场的周围将产生电场，称这种 上一张 下一张 返回 三．感生电场 s ò ò 讨论： 2. 这是电磁场基本方程之一。 关系，即感生电场是由变化的磁场产生的。 1. 此式反映变化磁场和感生电场的相互 上一张 下一张 返回 E d l . 感 = B t . d S ? ? L ò s ò ò 3. 式中的 S 是以 S L 构成左旋关系。 4. E 感 B t 与 ? ? B t E 感 ? ? B t E 感 ? ? L为周界的任意曲面。 上一张 下一张 返回 E d l . 感 = B t . d S ? ? L ò s ò ò b. 静电场的电场线是“有头有尾”的，感 = 0 5. 感生电场与静电场比较： E d l . 感 = B t . d S ? ? L ò s ò ò E l . = 0 静 L ò d c. 静电场是由静止电荷产生的，感生电 a. 静电场是有势无旋场，感生电场是有 生电场的电场线是一组闭合曲线。 场是由变化磁场产生的。 旋无势场; 上一张 下一张 返回 [例6]电子感应加速器。在涡旋电场作用下， 电子可以被加速到 10---100MeV。 铁 芯 线圈 电 束 子 环形 真空室 B 磁场 已知： B t 求：感生电场场强。 ， ? ? 上一张 下一张 返回 L r 式中负号表示 的方向 E 感 E 和所设的 方向相反 感 设 与 方向一致。 E 感 l d s ò ò = B t d S ? ? × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × B R × ? B t ? B = t r 2 π ? ? = r 2 B t E 感 ? ? L ò E 感 l d = 感 E r 2 π = E d l . 感 L ò E d l . 感 cos o L ò = 0 = B t . d S cos o ? ? s ò ò 0 = B t . d S ? ? s ò ò 感 E × n 上一张 下一张 返回 在圆域外 r R ( ) E 感 r R O × × × × × n E 感 × × × ×