电子行业电磁感应

UNIVERSITYPHYSICS2第十二章

电磁感应§12-1非静电力电源电动势§12-2法拉第电磁感应定律§12-3动生电动势§12-4感生电动势涡旋电场§12-5自感和互感§12-6磁场的能量1.掌握用法拉第定律计算感生电动势及判断方向；2.理解感生电动势和动生电动势的产生原因；3.理解涡旋电场与静电场的区别；4.了解自感与互感，能计算简单回路的L，M；5.能计算简单磁场的磁能Wm。教学要求麦克尔․法拉第:1791-1867,英国物理学家、化学家，1831发现电磁感应定律，1834年发现电解定律，提出电场和磁场概念，还提出：电介质、电解质、离子、阴离子、阳离子、力线、阳极、阴极、电极、抗磁、顺磁…….导言楞次:1804-1865，俄籍德国物理学家，1833年总结出楞次定理，它表明电磁现象也同样遵守能量转换和守恒定律。约瑟夫․亨利:1797-1878,美国物理学家，先于法拉第发现电磁感应定律，只是没有及时发表，发现自感现象。§12-1

非静电力电源电动

1.非静电力

图中，A，B为电容器极板，开始时，，在电场力作用下，正电荷从A板经导线到了B板与负电荷中和，极板上的电荷减少，电势差减小，很快达V=0，瞬间电流停止。结论：单靠静电力不能维持稳恒电流。RAB为了维持电流，必须使到B板的正电荷经另一路径回到A极，但静电力是阻止正电荷从低电势运动到高电势。RABRAB电源的作用：提供非静电力把正电荷从低电势的B极沿电源内部移到高电势的A极，从而维持两极电势差。非静电场2.电动势把单位正电荷经电源内部绕行闭合回路一周时非静电力所作的功定义为电源的电动势RAB电动势为标量，把电源内部电势升高的方向规定为电动势的方向（即从负极经电源内部指向正极的方向）。§12-2法拉第电磁感应定律1.电磁感应现象法拉第在1831年的8月29日用下面的这个仪器发现了电磁感应现；电磁感应的演示实验)。日期:10.17日期:10.1导线在磁场中运动。abGG线圈G磁铁

只有当磁铁和线圈两者之间有相对运动时（一方必须相对另一方运动）回路里才会有电流出现；当相对运动停止时电流消失。在这个试验中的感应电动势和感应电流明显是由于某种物质改变了而产生的——但是这里的某种物质到底是什么呢？法拉第知道！！G相对运动2.法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定理，用实验的术语来说就是：当穿过回路的磁场线（磁通量）数目发生变化时，回路（线圈）里会有感应电动势变化利用磁通量的概念，我们可以用更有用的方式即定量的方法来描述法拉第定理：正如你下面所看到的，感应电动势与磁通量的改变在形式上是相反的。因此，法拉第定理的形式可以写为：(SI)负号表示相反:增加减少楞次定理：当穿过闭合的导线回路所包围面积的磁通量发生变化时，在回路中就会有感应电流，此感应电流的方向总是使它自己的磁场穿过回路面积的磁通量去抵偿引起感应电流的磁通量的改变。感应电动势的方向就是感应电流的方向。减少楞次定律:磁通量的变化感应电流

闭合回路中产生的感应电流具有确定的方向，总是使感应电流所产生的通过回路面积的磁通量，去补偿或反抗引起感应电流的磁通量的变化。试用楞次定律判断上例中感应电动势和感应电流的方向。我们改变穿过线圈或者回路的磁通量的一般方法有：1)改变的大小；2)改变线圈或回路的面积（例如，拉宽线圈或将线圈由磁场中滑进滑出等）；3)改变和线圈平面之间的夹角。例12-1:如图所示，棒ab长为，沿两平行的轨道以速度v在均匀的磁场中运动，求回路中的感应电动势。解：（1）选回路方向abcda;(2)设t时刻da=x,计算磁通量：（3）应用法拉第定理,有：（4）感应电动势的大小为，方向。例12-2:如图所示，棒ab长为，沿两角形的轨道以速度v在均匀的磁场中运动，求回路中的感应电动势。解：（1）选回路方向abda;(2)设t时刻da=x,计算磁通量：（3）应用法拉第定理,有：（4）方向：例12-3:如图所示，长直导线中通有，旁有一矩形线框静止不动，两长边与直导线平行，求回路中的感应电动势。解：（1）选回路方向ABCDA;(2)设t时刻的方向垂直于板面向里,计算磁通量：（3）应用法拉第定理,有：（4）方向：随时间而变化。例12-4:如图所示,回路电阻为R，t1-t2时间穿过回路的磁通量由1-2，求这段时间内穿过回路任一截面的感应电荷量。解：（1）t时刻回路中的电动势和电流为：（2）dt时间内通过的电量：所以：基本步骤：选定回路方向；计算任意时刻的磁通量；应用法拉第定理求感应电动势及其它；讨论感应电动势（或电流）的方向。1.导言改变磁通量的方法：说明:为什么及其重要性。§12-3

动生电动势使导体发生运动(固定);是变化的，导体是静止的；是变化的，导体也是运动着的。在运动的导体的情况下:非静电力是什么?abG洛仑兹力动生电动势在B变化，导体静止的情况下：G非静电力是什么?1861年，麦克斯韦：感应电场。涡旋电场力感生电动势2.动生电动势abG导体运动电子运动洛仑兹力:非静电力：感应电动势:(1)对于导体AB上的感应电动势,上面那个公式又可改写为：(2)如果AB没有形成一个回路，这里也就不存在感应电流：ABCopper铜Wood(木)NobrokenNo注意:(3)对导体AB，电荷堆积在AB两端点，产生静电场，平衡后，AB相当于电源，正负两极的电势差为：：低电势指向高电势，非静电力做功大小的量度；：电场力做功大小的量度；ABabG（4）如果AB是直的，且如图所示的为一个均匀磁场。

就有：电势要比电势高。例12-5：例12-3(英文版)或31-2(中文版).解：（1）选：oa；（2）oa旋转，其上各点的速度不同，取dr，有：（3）oa上的动生电动势为：（4）的方向：；o端的电势高，a端的电势高低。（5）一般情况：例12-6：如图，长直导线中通有电流I，旁有一直导体AB以速度运动，求AB中的动生电动势，A和B哪点的电势高？解：(1)磁场非均匀，不随时间变；导体运动，速度不变。(2)选：；取dr,有：(3)AB上的动生电动势：(4)动生电动势的大小为：方向：，A点电势高。(5)一般情况：§12-4感生电动势

有旋电场GKG1.导言变化的磁场感应电流非静电力?试验研究表明:导体不动,磁场变化,回路中的感应电动势与组成回路的材料性质无关,只与磁场的变化相关.变,回路不动1861年,麦克斯维认为即使不存在导体回路,变化的磁场会在其周围激发出一种场:变化的磁场产生一种电场。他把这种场称为:感应电场或涡旋电场这是麦克斯韦为统一电磁场理论作出的第一个重大假设!!涡旋电场的特点:与静电场的共同点就是对电荷有相互作用:涡旋电场不是由电荷激发的,而是由变化的电场所激发;涡旋电场的电力线是闭合的,不是保守场:2.感生电动势:涡旋电场对电荷的作用力,就是产生感生电动势的非静电力.所以:回路上有涡旋电场注意:(1)对于导体运动磁场也变化的情况,电荷将同时受到洛仑兹力和涡旋电场的作用,感应电动势由法拉第定理求出:abGB变化电动势(2)回路不动,磁场变化,如果回路由导体组成,存在感应电流,除与磁场的变化有关外,还决定于回路的电阻;如果不是导体回路,感生电动势存在,没有感应电流.没有电流

铜

木3一个重要的例子:

例13-8（中文书）:均匀磁场B被局限在半径为R的空间,磁场对时间的变化率为,求柱体内外的涡旋电场场强.解:(1)对称性分析:磁场对称涡旋电场对称分布(2)如图取回路:大小相等,方向沿切线方向;OO(3)根据法拉第定理:因此:(4)当,可得：方向:与相反。(5)当,可得：(6)曲线见右图。(7)方向:逆时针顺时针方向:与相反。

例12-9：均匀磁场B被局限在半径为R的空间,磁场对时间的变化率为,如图所示,求AB上的感生电动势.解:(1)如图作辅助线OA和OB,组成回路OBAO;(2)对回路OBAO,有:因为(为什么呢?),,所以:(4)利用上题的结果,可有:(3)因为,B端的电势高;由同学们自己完成!!(5)通常:总结:通常，感应电动势可以用以下三种方法来求:(1)法拉第定理(2)在磁场不变的情况下：(3)当导体是静止时：4.

涡电流(1)涡电流的产生前面讨论了变化的磁场要在回路中产生感应电流。对于大块的金属导体处在变化的磁场时，导体内也会产生感应电流，这种电流在金属导体内形成闭合回路，称为涡电流。(2)涡电流的热效应~根据电流的热效应，可利用涡电流产生热量，如工业中用的坩埚及电磁炉等;但变压器等设备则要尽量降低涡电流产生的损耗。～～(3)涡电流的电磁阻尼如图，根据楞次定律，磁场对涡电流的作用要阻碍摆的运动，故使摆受到一个阻尼力的作用。4.电子感应加速器(p143,p214)§12-5自感和互感1.自感约瑟夫•亨利第一个发现了自感现象：这就称为自感现象I磁场I变化变化感应电动势如图所示，磁场B正比于电流I(t),磁通量也正比于电流I。这里：L称为自感系数或自感。有法拉第定理，我们可得：如果L是常量，它遵循：说明L:物理意义。它的单位为亨利，用H(SI)表示。如果电流增大，感应电场的方向与电流的方向相反注意：(2)如果电流减小，感应电场的方向与电流的方向一致。物体的惯性L（自感应系数）L取决于:回路的大小形状及其周围的介质(磁导率).2.3米(1)L通常是由试验测量而得；(2)对于特定的电路（回路）,L可由理论的方法求得：设回路电流I,计算磁场B,求出磁通量,得到L.例12-10:(课本上例12-6)解:(1)设有电流I,则(2)计算通过一匝和N匝的磁通量:(3)自感系数:V是体积,a为半径(如果横截面为圆形).2.互感如图所示，线圈1上变化的电流引起了线圈2上磁通的变化从而产生感应电动势。这种感应电动势成为互感电动势。

邻近回路电流变化引起感应电动势的现象，产生的感应电动势称为互感电动势。且我们有:可以从实验上证明称M为互感系数。如果M是常数，我们可以改写法拉第定理为：注意:(1)M越大,两个线圈的‘感应’越大;(2),体现作用与反作用的关系;(3)M与两线圈的几何形状、相对位置，周围的磁介质有关；（4）M：一般实验测量；特殊情况，可理论计算：设某线圈中有电流I，产生磁场；计算在另一线圈中的磁通量；根据公式：求出互感系数。例12-11：如图，求长直导线与导线框之间的互感系数。解：（1）设直导线中有电流I1；（2）I1产生磁场：（3）导线框中的磁通量：（4）互感系数：r课本上例12-8§12-6 磁场的能量1.R-L电路如图所示，此回路由一个电动势为的电源，电阻R，电感L组成。解释这个实验结果：(1)接通:灯泡没有马上亮起来；(2)切断:灯泡没有马上就熄灭；在灯泡熄灭前更亮的闪了一下。为什么?问题:切断以后使灯泡还亮着的能量来自何处？答案:这个能量是由储存在螺旋管（自感L）内的磁场转化过来的。能量磁场能量守恒定理：自感为L的线圈载流为I时所储存的磁能.能量自感线圈中储存的磁能t时刻:即两边同乘Idt(=dq),得:假设在t=0时，I=0；在t=t0时，电流达到I0。可得：电源供给的总能量；R上消耗的能量，即焦耳热；反抗自感电动势电源所作的功，也可理解为电感中储存的能量；显然，L越大，储存的能量越多。2.磁场的能量认为是I0使得电感里产生了储存能量的磁场。energy能量储存于一个电感中用能量体积V和可得磁场里每单位体积里存储的能量——磁场的能量（体）密度即使是由螺旋管这种特殊的情况推导出来的，这个式子在所有的磁场中都成立。储存在磁场里的总能量为例12-12:如图，同轴电缆载有电流I，求单位长度内储存的磁能。R1R2IIrldr解:（1）磁场：（2）磁场的能量密度：（3）取高为单位长，宽为dr的薄的柱体壳：R1R2IIrldr谢谢观看/欢迎下载BYFAITHIMEANAVISIONOFGOODONECHERISHESANDTHEENTHUSIASMTHATPUSHESONETOSEEKITSFULFILLMENTREGARDLESSOFOBSTACLES.BYFAITHIBYFAITH一本万利工程1、背景驱动2、盈利策略3、选菜试菜4、价值创造5、完美呈现6、成功面试7、持续改造（一）、一本万利工程的背景驱动

1、什么是一本万利

2、餐饮时代的变迁菜单经验的指导方针运营市场定位的体现经营水平的体现体现餐厅的特色与水准沟通的工具餐厅对顾客的承诺菜单承诺的六大表现1、名字的承诺2、质量的承诺3、价格的承诺4、规格标准的承诺5、外文翻译的准确6、保证供应的承诺

1、顾客满意度餐厅价值、价格、合理感、愉快感、安心感、美味感、便利感、满足感、有价值感、喜悦感、特别感2-2、初期投资餐厅面积、保证金、设备投资、店铺装潢、器具用品投资、制服选定、菜单制作2-1、开业准备厨具、供应商选定、设计、用品选定、餐厅配置、员工训练、餐厅气氛、促销方式3、经营数据营业额、客流量、成本率、人均消费、顾客回头率、出品速度、人事费用菜单内容决定决定相关相关决定决定决定决定以菜单为导向的硬件投资

1、餐厅的装修风格2、硬件设施服务操作3、餐厅动线4、餐具与家俬5、厨房布局6、厨房设备菜单设计正果1、能诱导顾客购买你想让他买的餐点2、能迅速传达餐厅要表达的东西3、双赢：顾客喜欢、餐厅好卖餐厅时代的变迁食物时代硬体时代软体时代心体时代食物食品饥食饱食品质挑食品味品食品德惧食体验人们正在追寻更多的感受，更多的意义更多的体验，更多的幸福（二）盈利策略1、组建工程团队2、确定核心价值3、确定盈利目标4、确定客单价5、设计盈利策略6、确定核心产品谁来设计菜单？产品=做得出来的物品商品=卖得出去的物品商家=产品具备商品附加值物（什么产品）+事（满足顾客何种需求）从物到事从食物到餐饮从吃什么到为什么吃产品本身决定一本，产品附加值决定万利从生理到心理从物质到精神从概念到五觉体验创造产品的五觉附加值体验何来

一家企业以服务为舞台以商品为道具，让消费者完全投入的时候，体验就出现了PART01物=你的企业卖什么产品+事=能满足顾客何种需求？确定核心价值理念核心价值理念1、卖什么样的菜2、卖什么样的氛围？3、如何接待顾客？卖给谁？卖什么事？卖什么价？企业目标的设定1、理论导向的目标设定2、预算3、制定利润目标费用营业额亏损区利润区临界点变动费用总费用营业额曲线费用线X型损益图利润导向的目标设定确定目标设定营业收入=固定成本+目标利润1-变动成本率-营业税率例：A餐厅每月固定成本40万，变动成本50%，营业税率5.5%，目标利率每月8万，问A餐厅的月营业收入：月营收入=（40+8）÷（1-50%-5.5%）=48÷0.445=108万测算损益平衡点保本线=固定成本1-变动成本率-营业税率例：A餐厅保本线=40÷（1-50%-5.5%）

=40÷0.445

=90万定价的三重意义2、向竞争对手发出的信息和信号1、是利润最大化和最重要的决定因素3、价格本事是价值的体现定价由此开始1、评估产品、服务的质量2、寻求顾客价值与平衡点3、以价值定义市场确定客单价盈利占比策略

占比策略内部策略销售占比占比策略内部策略10%40%10%20%20%（三）、选菜试菜1、ABC产品分析2、产品的确定（食材、口味、烹调、餐饮）3、成本的确定ABC分析策略毛利率营业额CBACABBACCCAA营业额C毛利A优化、提升增加销售双A双赢ABC顾客商品涨价保留亏本商品删营业额A毛利C顾客超额、成本过高有意义的保留无意义的删除双C双输菜单内容选择的标准因素成本设备厨师技术操作空间菜系风格吻合度品质可控度原料供应顾客喜好菜单协议度（销售目标、颜色、口味、造型、营养等）产品类别确定的四个方面1、按食材确定比例2、按口味确定比例3、按烹饪确定比例4、按餐饮确定比例

（无酒精饮品、含酒精饮品比例）框架依据操作依据目标依据成本依据试口味成本操作第一次试菜的内容精确的成本核算—五个关键词1、净料率（一料一控、一料多档）2、调味料成本（单件产品、批量产品）3、燃料成本4、统一计量单位5、标准食谱成本卡试口味餐具造型色彩第二次试菜的内容四料构成表1、符合思想审定2、符合目标审定3、符合定位审定4、符合框架审定四平构成表(四)、创造价值1、定价策略的确定2、提升双A核心产品的附加值3、增加更多的顾客选择性顾客会记住的价格最低价人均消费热门畅销品商品较多的价格带最高价产品价格和观念价值永远是不一样的，体验经济时代出售的不是产品价格，而是观念定价与确定价格的区别确定价格产品、服务主导思路确定一个易于销售的价格由企业根据成本以及和其他企业的比较确定定价基于顾客的价值私立评估价值、确定等级在顾客和企业的来往过程中确定企业定价三大策略1、薄利多销策略2、相对稳定价格策略3、高价位价格策略提升产品附加值的“十大绝招”三好七增名字好卖相故事服务选择文案时间体验健康推广感觉“附加值”提升产品附加值的“两大前提”一好味道二品质确定好卖相美色器形设摄状增健康少油汤汁盐多有机养生品种增时间原材料生长原材料获得制作耗时美味时间要求增文案—文字叙述九问1、餐点是什么？2、如何烹调制作？3、如何呈现？4、有何故事？5、有否独特的口味？6、有否体现品质等级？7、食材的来源？8、有何独特的体验？9、对人有何好处？一料多烹多吃多味增选择增推广易拉宝台卡小画册传媒宣传销售人员介绍POP（五）、完美呈现1、专业团队的选择与合作2核心价值的呈现平面制片摄影助理摄影师食品造型翻译修图师文案设计师跟印完稿员餐饮行业中照片的功能的三个层次传递信息吸引顾客传播文化菜式拍摄菜式拍摄的本质是静物拍摄最根本的原则是对你的店铺产生愉悦感不仅仅要让顾客看见，更要问道和尝到照片对菜单设计师的要求对