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第五章电磁感应劳动(职业培训预备教材).ppt

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第五章电磁感应,§5-1电磁感应定律,§5-2自感电动势与自感系数,§5-3互感,§5-4涡流,§5-5RL电路的暂态过程,§5-1电磁感应定律,一、直导体中的感应电动势,1、电磁感应现象产生的条件 :一根直导线AB在均匀磁场中,用连接导线与检流计构成闭合回路如图5-1所示,当AB垂直向后运动时,指针偏转的情况,当AB平上下运动时指针的情况,是不动的。,2、感应电动势的大小,产生感应电动势的大小,与磁感应强度、导体的有效长度和运动速度成正比。即:,当导体运动方向与磁力线垂直时感应电动势为:,3、感应电动势方向,导体作切割磁力线运动所示所产生的感应电动势的方向,可用右手定则判定,如图5-2所示,例题1 在如图5-3所示的均匀磁场中,若导体在磁场中的长度为0.8m,电阻为0.5Ω,c磁场的磁感应强度为1.2 导体以2m/s的速度与磁力线成30°角的方向作匀速运动,并且导体与负载连接成闭合回路,已知电路中的电流为320mA,求导体两端的电压。,,,,,,,,,,,α,图5-3,例2、如图5-4所示所示,当直导线AB在金属方框上左右滑动时,试用右手定则判断标出导体中感应电动势的极性及方向、感应电流的方向以及检流计的偏转方向。 解:导体中感应电动势的极性及方向、感应电流的方向以及检流计的偏转方向如图所示。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,A,B,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,v,v,c,D,C,D,A,B,图5-4,二、线圈中的感应电动势,1、产生电磁感应的条件图5-5所示是一个空心螺线管,在它的两端接入检流计P,(1)用一条形磁铁迅速插入线圈(即通过线圈的磁通增加)时,检流计指针偏转。当将 磁铁迅速从线圈中抽出(即通过线圈的磁通减小)时,检流计指针偏转和速度指针偏转的情况。,(2)磁铁进入线圈后静止不动(即通过线圈的磁通不变),检流计指针不动。,,,,,,,,,,,,,,A,B,,,,,P,S,N,,图5-5电磁感应,总结,当导体相对于磁场运动而切割磁力线或者线圈中的磁通量发生变化时,在导体或线圈中都会产生感应电动势。若导体或线圈构成闭合回路,则导体或线圈中将有电流流过。,2、楞次定律,楞次定律的内容是:感应电流产生的磁通总是阻碍原磁通的变化。也就是说,当线圈中的原磁通增加时,感应电流就要产生与它方向相反的磁通去阻碍它的增加(增反);当线圈中的原磁通减少时,感应电流就要产生与它方向相同的磁通去阻碍它的减少(减同)。,用楞次定律判断线圈中感应电动势或感应电流方向步骤如下:,(1)首先判断线圈中元磁通的方向及其变化趋势(即增加还是减少); (2)根据楞次定律确定感生磁通(即感应电流产生的磁通)的方向; (3)根据感生磁通方向,应用安培定则判断出线圈中感应电动势或高于电流的方向。,下面结合例题加以说明如图5-6所示,如图所示,试应用楞次定律判断条形磁铁插入或拔出线圈时,在线圈中产生的感应电动势和感应电流的方向。,解:(1)在图中,当磁铁插入线圈时,原磁通方向向下,并且增加(由φ=BS知,s虽不变,但B增大导致φ增加);,(2)根据楞次定律可知感生磁通方向应与原磁通方向相反,即向上;,,(3)根据感生磁通方向,应用安培定则可判断出感应电流和感应电动势方向如图所示。,感应电流从右端流入检流计,故检流计指针右偏。,由于线圈相当于一个电源,所以感应电流从线圈流出端应为感应电动势的正极,流入端应为感应电动势的负极,即e的机型是上负下正,方向向下。,用上述同样的方法可判断当条形磁铁拔出线圈时,产生的感应电流和感应电动势的方向如图b所示。,3、法拉第电磁感应定律,线圈中的感应电动势的大小由法拉第电磁感应定律计算。线圈中的感应电动势的大小与穿越同一线圈的磁通变化率(即变化快慢)成正比,这一规律叫做法拉第电磁感应定律。用公式表示为:,由上式可知,线圈中感应电动势的大小,取决于线圈中磁通变化的快慢,而与穿过线圈中的大小无关。,例题2 在一个B=0.01T的均匀磁场里,放一个面积为0.001 的线圈,其匝数为500匝。在0.1s内,把线圈平面从平行于磁力线的方向转过90°,变成与磁力线的方向垂直,求感应电动势的平均值。,解:在线圈转动过程中,穿过线圈的磁通量变化率是不均匀的,所以,不同时刻,感应电动势的大小也不相同,我们可以根据穿过线圈的磁通的平均变化率来求得感应电动势的平均值。,在时间0.1s内,线圈转过90°,穿过它的磁通从0变成,§5-2自感电动势与自感系数,一、自感现象,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,i1,i2,H1,H2,E,图5-5电感线圈接通电源,,,,,,,,,,,,,,L,L
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