網絡整理 發表於 2020-12-25 14:19:34
電磁感應定律也叫法拉第電磁感應定律,電磁感應現象是指因磁通量變化產生感應電動勢的現象,例如,閉合電路的一部分導體在磁場裡做切割磁感線的運動時,導體中就會產生電流,產生的電流稱為感應電流,產生的電動勢(電壓)稱為感應電動勢 。
電磁感應定律中電動勢的方向可以通過楞次定律或右手定則來確定。右手定則內容:伸平右手使姆指與四指垂直,手心向著磁場的N極,姆指的方向與導體運動的方向一致,四指所指的方向即為導體中感應電流的方向(感應電動勢的方向與感應電流的方向相同)。
楞次定律指出:感應電流的磁場要阻礙原磁通的變化。簡而言之,就是磁通量變大,產生的電流有讓其變小的趨勢;而磁通量變小,產生的電流有讓其變大的趨勢。
法拉第定律最初是一條基於觀察的實驗定律。後來被正式化,其偏導數的限制版本,跟其他的電磁學定律一塊被列麥克斯韋方程組的現代赫維賽德版本。
法拉第電磁感應定律是基於法拉第於1831年所作的實驗。這個效應被約瑟·亨利於大約同時發現,但法拉第的發表時間較早。
俄國物理學家海因裡希·楞次(H.F.E.Lenz,1804-1865)在概括了大量實驗事實的基礎後,總結出一條判斷感應電流方向的規律,稱為楞次定律(Lenz law )。
提出問題
1820年,H.C.奧斯特發現電流磁效應後,有許多物理學家便試圖尋找它的逆效應,提出了磁能否產生電,磁能否對電作用的問題。
研究
1822年,D.F.J.阿拉果和A.von洪堡在測量地磁強度時,偶然發現金屬對附近磁針的振蕩有阻尼作用。
1824年,阿拉果根據這個現象做了銅盤實驗,發現轉動的銅盤會帶動上方自由懸掛的磁針旋轉,但磁針的旋轉與銅盤不同步。稍滯後,電磁阻尼和電磁驅動是最早發現的電磁感應現象,但由於沒有直接表現為感應電流,當時未能予以說明。
定律提出
1831年8月,法拉第在軟鐵環兩側分別繞兩個線圈,其一為閉合迴路,在導線下端附近平行放置一磁針,另一與電池組相連,接開關,形成有電源的閉合迴路。實驗發現,合上開關,磁針偏轉;切斷開關,磁針反向偏轉,這表明在無電池組的線圈中出現了感應電流。法拉第立即意識到,這是一種非恆定的暫態效應。緊接著他做了幾十個實驗,把產生感應電流的情形概括為5 類:變化的電流 ,變化的磁場,運動的恆定電流,運動的磁鐵,在磁場中運動的導體,並把這些現象正式定名為電磁感應。進而,法拉第發現,在相同條件下不同金屬導體迴路中產生的感應電流與導體的導電能力成正比,他由此認識到,感應電流是由與導體性質無關的感應電動勢產生的,即使沒有迴路沒有感應電流,感應電動勢依然存在。
後來,確定感應電流方向的楞次定律以及描述電磁感應定量規律的法拉第電磁感應定律被給出。(其公式並非法拉第親自給出)並按產生原因的不同,把感應電動勢分為動生電動勢和感生電動勢兩種,前者起源於洛倫茲力,後者起源於變化磁場產生的有旋電場。
責任編輯:YYX
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