电磁感应、交流电与电磁波

1.磁感应强度B 与垂直磁场方向的面积S 的乘积叫做穿过这个面的磁通量Φ(Wb ),表示穿过某一面积的磁感线条数多少的物理量,Φ=BS ,Φ=B×S ⊥=BScos θ,标量。Ф与匝数无关,有正负。磁通量的变化量ΔΦ(Wb ):初、末状态穿过某个平面的磁通量的差值,ΔΦ=Φ2-Φ1,标量。从1平移到2,ΔΦ=Φ2-Φ1、从1翻转到2,ΔΦ=Φ2+Φ1。
磁通密度:由定义式可以得出B =Φ/S ,磁感应强度的大小=穿过垂直磁场方向的单位面积的磁通量。
2.利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应现象,产生的电流叫感应电流。穿过闭合回路的磁通量发生变化。
3.楞次定律:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。原磁场方向→磁通量的变化→感应电流磁场方向“增反减同” →感应电流方向“安培定则”。阻碍相对运动“来拒去留(增斥减引)”即磁体与导体间靠近产生斥力,远离产生引力。阻碍磁通量变化“Ф不变趋势(增缩减扩)”:B 增大去B 小的地方或S 变小即面积收缩,B 减小去B 大的地方或S 变大即面积扩张。
立云购物商城>小型地源热泵右手定则(特例):伸开右手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内;让磁感线从掌心进入,并使拇指指向导线运动的方向,这时四指所指的方向就是感应电流的方向.闭合回路中部分导体做切割磁感线运动。
4.感应电动势:在电磁感应现象中产生的电动势.产生感应电动势的那部分导体相当于电源。穿过电路的磁通量变化。
法拉第电磁感应定律:闭合电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比,E =N
ΔΦ法兰防溅罩
Δt
导体切割磁感线:平动E=BLvsinθ(B ⊥L 、L ⊥v ),E=BLv (L ⊥B 、B ⊥v ,L 为⊥v 向投影);转动E =1压刨
2BL 2ω。
5.电磁感应中“杆+导轨”模型问题
模型一
匀强磁场与导轨垂直,磁感应强度为B ,
导轨间距L ,导体棒质量m ,电阻R ,导轨光滑,电阻不计。
动态分析
棒ab 释放后下滑,此时a=gsinα,棒ab 速度v↑→感应电动势
E=BLv↑→电流I=E
R
↑→安培力F=BIL↑→加速度a↓,当安培力
F=mgsin α时,a=0,v 最大。
运动形式
匀速直线运动 力学特征 v 最大(a=0)、v m =mgRsin α
B 2L 2
收尾状态
电学特征
I 恒定
模型二
匀强磁场与导轨垂直,磁感应强度为
B ,棒ab 长为L ,质量为m ,初速度为零,拉力恒为F ,水平导轨光滑,除电阻R 外,其他电阻不计。
动态分析
设运动过程中某时刻棒的速度为v ,由牛顿第二定律知棒ab
的加速度为a=F m -B 2L 2v
mR
,a 、v 同向,随速度的增加,棒的加速
度a 减小,当a=0时,v 最大,I=BLv
R
恒定。
运动形式
匀速直线运动 力学特征 a=0(v 恒定不变)
收尾状态
电学特征
I 恒定
6.动生电动势:S 变化B 不变产生的电动势,由于导体运动而产生的。切割磁感线的导体棒中的自由电荷由于动受洛仑兹力而定向移动,形成感应电动势,非静电力与洛仑兹力有关。机械能→克服安培力做功转化的内能(匀速运动消耗外部机械能,没有外力消耗自身机械能)。
感生电动势:B 变化S 不变产生的电动势,由感生电场产生的。变化的磁场在周围空间激发感生电场(磁场⊥闭合电场线、与磁感应强度的变化率有关、与感应电流同向的涡旋电场),使自由电荷定向移动,产生感应电动势,非静电力与感生电场有关。磁场能→电场能→内能。电子感应加速器。
7.涡流:当线圈中的电流随时间变化时,由于电磁感应,附近导体内会产生涡旋状的感应电流。由焦耳定律知整块导体电阻小使涡流很大,产生很大热量可熔化金属,电动机、变压器等用相互绝缘、大电阻率的硅钢片叠成的铁芯代替整块硅钢铁芯。热效应如真空冶炼炉、电磁炉,磁效应如探雷器、安检门。
电磁阻尼:当导体在磁场中运动时,感应电流会使导体受到安培力,安培力的方向总是阻碍导体运动。磁电式仪表利用电磁阻尼读数。
电磁驱动:如果磁场相对于导体转动,在导体中会产生感应电流,感应电流使导体受到安
培力的作用,安培力使导体运动起来。交流感应电动机。
8.互感:两个相互靠近的线圈,当一个线圈中的电流变化时,它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生互感电动势的现象,常见的电磁感应现象。把能量由一个线圈传递到另一个线圈,如变压器、收音机的磁性天线、无线充电。能发生在任何相互靠近的电路之间,电力工程和电子电路中,有时会影响电路工作。
自感:当一个线圈中的电流变化时,它所产生的变化的磁场在线圈本身激发出自感电动势,E=L ΔI
Δt
水喷嘴
,L 自感系数(电感)单位H ,与线圈的大小、形状、匝数,是否有铁芯等有
关。
自感
电路
条件
现象 原因
A 2先亮
由于A 2支路为纯电阻,不产生自感现象 通电 自感
S
闭合
的瞬间
A
1
逐渐
亮起来 由于L 的自感作用,阻碍A 1支路电流增大 断电 自感
S 断开
的瞬间
图像搜索
A 过一
会儿才
熄灭
L 与灯泡A 组成回路,由于L 的自感作用,使得A 过一会儿才熄灭
与线圈串联的灯泡 与线圈并联的灯泡
电路图
通电时
电流逐渐增大,灯泡逐渐变亮 电流突然变大,然后逐渐减
小,达到稳定 断电时
电流逐渐减小
灯泡逐渐变暗 电流方向不变
I 2≤I 1灯泡逐渐变暗 I 2>I 1灯泡闪亮后逐渐变暗 电流方向均改变
9.直流电流DC :方向不随时间变化的电流。恒定直流:大小方向都不随时间变化的电流。交变电流A
C :大小方向随时间做周期性变化的电流,简称交流,电压大小通过变压器随意转换,经过处理能转换成直流,直流经逆变器处理能转换成交流。磁通量始终在周期性变化,切割磁感线v ⊥始终在周期性变化。
10.正弦交流电:按正弦规律变化的交流电。周期T(s):交变电流完成一次周期性变化所需的时间,ω=2π
T 。频率f(Hz):交变电流在单位时间内完成周期性变化的次数,f=1T
。瞬时
值:电动势e=E m sinωt ,干路电流i=I m sinωt ,路端电压u=U m sinωt ,Φ=Φm cosωt 。最大值(电容器、二极管耐压值):E m =NBSω,I m =E m
R +r
,U m =I m R ,Φm =BS 。有效值:与交流
电一周期内通过同电阻产生等热量的恒定电流的电流、电压值,功率、热量,保险丝限流值,交流电表示数,铭牌标称值,家用电压值,E=E m 2,I=
I m 2,U=
U m 2
。平均值:E =N
ΔΦΔt
,仅电量q=N
ΔΦ
R +r 。
v//B 无感应电动势即电流瞬时值为零叫中性面,Фm ,e =0,
ΔΦ
Δt
=0,每经中性面一次电流变向一次,一周期变两次。v ⊥B 感应电动势最大即电流瞬时值最大叫峰值面,Ф=0,E m ,ΔΦ
Δt
m ,每经峰值面电流开始减小。
峰值面计时电动势e=E m cosωt 。
11.变压器:是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的。闭合铁芯:绝缘硅钢片叠合而成,在其内
限制更多的磁感线形成闭合磁路,减小磁场能散失。原线圈:与交流电源连接的线圈,也叫初级线圈。副线圈:与负载连接的线圈,也叫次级线圈。
互感:交变电流经原线圈在铁芯中激发变化的磁场,变化的磁场在副线圈中产生感应电动势,副线圈能够输出电流,电场能→磁场能→电场能。接直流电路变压器不工作。理想变压器:没有能量损失的变压器,理想化模型,f 1=f 2,P 1=P 2,U 1U 2=n 1n 2=I 2
I
1。n 1<n 2升压变压器,
n 1>n 2降压变压器。
自耦变压器能量几乎不损失,不仅能降压还能升压。电流互感器与电压互感器。
定义
Z
电工、电子技术常用元件
12.升压变压器:P 1=P 2,U 1U 2=n 1n 2=I 2
I
1,输电线:I 2=I 3,U 损=I 2R 线=I 3R 线,U 2=U 3+U 损,P 损
=I 22R 线=I 32R 线,P 2=P 3+P 损;降压变压器:P 3=P 4,U 3U 4=n 3n 4=I 4
I
3。高压输电或减小R 线来降低P
损。
13.振荡电流:大小和方向都做周期性迅速变化的电流。振荡电路:产生振荡电流的电路。LC 振荡电路:由电感线圈L 和电容C 组成的电路,最简单的振荡电路。
14.电磁振荡:在整个过程中,电路中的电流i 、电容器极板上的电荷量q 、电容器里的电场强度E 、线圈里的磁感应强度B ,都在周期性地变化着。电量电流按正弦变化,充电时q 减小i 增大,放电时i 减小
q 增大;电量
q 与电场强度
E
、电场能E
电对应,电流
i 与磁感
应强度B 、磁场能E 磁对应,周期性变化,总能量E 不变,T =2πLC 。
t 0
T/4 T/2
3T/4 T
q 最大,上正下负
0 最大,下正上负
0 最大,上正下负
E 电
最大
最大
最大

本文发布于:2024-09-23 09:28:42,感谢您对本站的认可!

本文链接:https://www.17tex.com/tex/3/295244.html

版权声明:本站内容均来自互联网,仅供演示用,请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系,我们将在24小时内删除。

标签:电流   变化   产生   磁场   导体   电动势
留言与评论(共有 0 条评论)
   
验证码:
Copyright ©2019-2024 Comsenz Inc.Powered by © 易纺专利技术学习网 豫ICP备2022007602号 豫公网安备41160202000603 站长QQ:729038198 关于我们 投诉建议