万兴脑图导图社区 电磁感应 电磁场
电磁感应 电磁场
电磁感应定律
电磁感应现象
当穿过一个闭合导体回路所围面积的磁通量发生变化时(不管这种变化是有什么原因引起的)回路中就会产生电流。该现象称为电磁感应现象,回路中出现的电流称为感应电流。
法拉第电磁感应定律
电动势
导体回路中产生的感应电动势的大小,与穿过导体回路的磁通量对时间的变化率成正比。
感应电动势的方向(楞次定律)
闭合回路中感应电流的方向,总是使得它所激发的 磁场来阻止或补偿引起感应电流的磁通量的变化。
动生电动势 感生电动势
动生电动势
恒定磁场中的导体运动,或者回路面积变化、取向变化等,产生动生电动势
磁场中的运动导线成为电源,非静电力是洛伦兹力
动生电动势的计算
感生电动势
导体不动,磁场变化产生感生电动势
感生电动势的产生与导体的种类和性质无关,它只取决于变化的磁场
麦克斯韦假设
变化的磁场在其周围空间会激发一种涡旋状的电场,称为涡旋电场或感生电场。记作Er或Ei
感生电动势的计算
当问题中既有动生、又有感生电动势,则总感应电动势为
感生电场与变化磁场之间的关系
(1)感生电场是无源有旋场
位移电流 电磁基本方程的积分形式
位移电流
位移电流的特点
只要电场随时间变化,就有相应的位移电流
位移电流与传导电流是完全不同的概念,仅在产生磁场方面二者等价
全电流安培环路定理
全电流
通过某一截面的全电流是通过这一截面的传导电流和位移电流的代数和
特点:电路中的全电流在任何情况下总是连续的
全电流安培环路定律
麦克斯韦电磁场方程组
积分形式
变化的电场和磁场不是彼此孤立的,它们相互联系,彼此激发,组成一个统一的电磁场
物理意义
(1)静电场是有源场、感生电场是无源场
(2)传导电流、位移电流产生的磁场都是无源场,磁感应 线总是闭合曲线,该方程也叫磁通连续方程
(3)静电场是保守力场,变化磁场可以激发涡旋电场
(4)传导电流和变化电场都可以激发涡旋磁场
微分形式(了解即可)
电磁波
定义
电场和磁场可以相互激发并以波的形式由近及远,以有限的速度在空间传播开去,就形成了电磁波
电磁波的波动方程
电磁波的发射和接收
平面电磁波的传播
电磁波的性质
3. 电磁波的传播速度为
磁场能量 磁场能量密度
磁场的能量
磁场能量密度:单位体积中储存的磁场能量Wm
计算磁场能量、磁场能量密度
电场、磁场的比较
RL电路
通电线圈中磁场具有能量
自感和互感 (只考察较为简单的计算)
自感
由于回路自身电流、回路的形状、或回路周围的磁介质等发生变化时,穿过该回路自身的磁通量随之改变,从而在回路中产生感应电动势的现象
自感系数(L)
如果回路周围不存在铁磁质,自感L是一个与电流I无关,仅由回路的匝数、几何形状和大小以及周围介质的磁导率决定的物理量
自感系数L的物理意义
不同回路在相同的电流对时间的变化率条件下,自感效应大小的量度
不同回路电磁惯性大小的量度(电磁惯性:自感具有使回路电流保持不变的性质)
储存磁能本领大小的量度
自感电动势
互感
因两个载流线圈中电流变化而在对方线圈中激起感应电动势的现象
互感系数(M)
周围没有铁磁性物质,互感系数和两线圈的几何形状、尺寸、匝数,它们的相对位置,以及周围介质的磁导率有关,与电流无关
互感电动势
若回路周围不存在铁磁质且两线圈结构、相对 位置及其周围介质分布不变时(M为常数)