船舶电气课件 01第一章_电与磁.pptVIP

第四节 电磁感应 电磁感应现象是电磁学中最重大的发现之一，它揭示了电 与磁相互联系和转化的重要方面。在电工技术中，运用原 理制造的发电机、感应电动机和变压器等电器设备为充分 而方便地利用自然界的能源提供了条件，在电子技术中， 广泛地采用电感元件来控制电压或电流的分配、发射、接 收和传输电磁信号；在电磁测量中，除了许多重要电磁量 的测量直接应用电磁感应原理外，一些非电磁量也可用之 转换成电磁量来测量，从而发展了多种自动化仪表。 返回本章 你知道吗 * 一、电磁感应定律 1.电磁感应现象 1820年奥斯特的发现第一次揭示了电流能够产生磁。法拉第很快就想到磁能否产生电，精心地实验研究了10余年后，终于在1831年第一次发现了电磁感应现象，并总结出电磁感应定律。 什么是电磁感应现象？产生电磁感应现象的条件是什么？ 如图1-12 * 图1-12 线圈的感应电势 返回 * 2.电磁感应定律 为了表述电磁感应的规律，以一匝线圈为例。如图1-13所 　示设在时刻t1穿过导线回路的磁通量是φ1，在时刻t2 穿 　过导线回路的磁通量是φ2 ，那么，在 这段时 　间内穿过回路的磁通量的变化是 ，则磁通量的 　变化率 反映了磁通量变化的快慢和趋势。 图1-13 * 法拉第电磁感应定律 精确的实验表明，导体回路中感应电动势的大小等于穿过 回路的磁通量的变化率 。这个结论叫做法拉第电磁感 应定律 。即 ： （1-17） 式中的负号代表感应电动势方向。感应电动势的方向问题 是法拉第电磁感应定律的重要组成部分。 * 式（1-17）只适用于单匝导线组成的回路如果回路不是 单匝线框而是多匝线圈，如果穿过每匝线圈的磁通量相 同，均为 ，则 　，称为磁链或全磁通。 则式（1-17）可表达为 说明 * 由愣次定律可知，感应电动势的方向总是使得其感应电 流产生的磁通来阻止原有磁通量的变化（增加或少）。 即根据感应电流的方向可以说明感应电动势方向。 感应电动势的方向 * 图1-14感应电动势方向的确定 返回 * 如图1-14，在图中把极插入线圈，可以看到磁棒插入过程 中穿过线圈的向下的磁通量增加，根据右手定则可知，这 时感应电流所激发的磁场方向朝上，其作用相当于阻止线 圈中磁通量的增加。若线圈不动，磁铁向下运动，则通过 线圈的磁通φ1的方向向下，而且对线圈来说磁通是增加 的，由楞次定律知线圈感应电流产生的磁通φ2的方向与穿 过它的磁铁磁通φ1方向相反，再根据右手定则知感应电流 i从线圈内部a流向b，而感应电动势eL的方向与其一致，由 a 经线圈内部指向b，而线圈两端的电压由b指向a如图1- 14所示 。 * 感应电动势的确定 一般情形下，感应电动势的大小和方向可由下式来决 定： 　　　（1-19） 式中的负号体现了感应电动势eL的方向总是与磁通Φ 的增量相关。 * 三、自感系数 　　当一线圈中的电流变化时，它所激发的磁场通过线 　　圈自身的磁通量（或磁通匝链数）也在变化，使线 　　圈自身产生感应电动势。这种因线圈中电流变化而 　　在线圈自身所引起的感应现象通常叫做自感现象， 　　所产生的电动势叫做自感电动势。如图1-17实验。 * （a） （b） 图1-17 自感现象的演示 自感现象 * （1-21） 　　　　　 （1-22） （1-23） 式1-23相量图如图1-18所示。 图1-18 * 由式1-23可以看出，对于相同的电流变化率，比例系数L越 大的线圈所产生的自感电动势越大，即自感作用越强。比例 系数L称为自感系数，简称自感（电感）。根据式（1-21） 和式（1-22）也有自感的两种定义。据