電工基礎之楞次定律

2021-01-15 工控窩

楞次定律講解:確定電磁感應電動勢/電流的方向

直導線切割磁力線會產生感應電動勢、而穿過線圈的磁通發生變化也會產生感應電動勢,而楞次定律是用來判斷感應電動勢或感應電流方向的法則。

提出過「焦耳-楞次定律」的著名物理學家海因裡希·楞次,在通過大量的電磁感應實驗,總結出確定感應電動勢(也就是感應電流)方向的普遍規律。

楞次定律指出:

穿過閉合迴路的磁通發生變化時,迴路中就有感應電流產生,而感應電流的方向總是使它產生的磁場去阻礙閉合迴路中原有的磁通的變化。

楞次定律是判斷感應電動勢和電源電流方向的法則,應用楞次定律來判斷感應電流的方向,首先要明確原來磁場的方向,以及穿過閉合迴路的磁通量是增加還是減少,然後根據楞次定律確定感應電流的磁場方向,最後用安倍右手螺旋定則來確定感應電流的方向。

如右圖所示的實驗裝置可用來說明楞次定律的應用:當磁鐵插入線圈時,穿過線圈的磁通是增加的(磁力線以實線表示),因此在迴路中產生了感應電流,根據楞次定律,這個感應電流產生的磁通總是阻礙線圈內磁通的增加,因此感應電流磁場方向必然與磁鐵產生磁場方向相反(途中以虛線表示感應電流的磁力線)。

既然感應電流的磁場方向已確定,我們可由右手螺旋定則(即安倍右手定則)確定出感應電流方向,即圖(a)線圈上箭頭所代表的方向。

圖中(b),表示磁鐵從線圈內部拔出過程中,穿過線圈的磁通會減少(磁力線以實線表示)這時產生的感應電流,其磁通應阻礙線圈磁通的減少,所以感應電流磁場方向與磁鐵的磁場方向相同。這樣,感應電流的方向便可由右手螺旋定責來確定,即圖(b)中箭頭表示的方向。

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