《06电磁感应与电磁场》课件-new-0603电磁感应在工程技术中的应用

发电机原理

电感线圈在日光灯中的应用电感线圈在无极灯中的应用互感在无线充电器中的应用LC振荡电路工作原理手机基站的电磁波辐射强度（选读）电磁波在通信中的应用（选读）6.3电磁感应在工程技术中的应用01发电机原理1交流发电机原理交流发电机原理规定线圈平面的法线方向和acdb绕行方向满足右手螺旋关系根据法拉第电磁感应定律图6.15电流随时间变化曲线2动生电动势法拉第发电圆盘导体或导体回路在稳恒磁场中运动在导体或导体回路中产生感应电动势——动生电动势2动生电动势

abcd构成回路导体棒ab在均匀磁场中

做切割磁力线运动1)从回路磁通量变化计算动生电动势绕行正方向——顺时针t时刻穿过回路的磁通量——逆时针

2)从回路一部分ab运动计算动生电动势ab中电子受到力——方向b→a——负电荷向a端运动__正电荷向b端运动洛伦兹力——非静电性力非静电性场强ab上的动生电动势——与积分正方向一致——方向a→b——与积分方向相反__a端电势高，b端的电势低a)

任意形状的导体在磁场中的运动导体ab在恒定磁场中运动__规定积分方向a到b导体元两端的动生电动势

ab两端的动生电动势导体元以速度运动——与积分方向一致__a端电势低，b端的电势高b)

任意闭合导体回路规定回路积分正方向导体元两端回路的动生电动势导体元

以速度运动——与回路积分方向一致——与积分积分方向相反3法拉第圆盘发电机的动生电动势的计算盘心与盘边之间的电势差ΔU，假设圆盘在均匀磁场中匀速转动，金属圆盘的半径R=0.2m，磁场B=0.70T，转速n=3000r/m将金属圆盘看作是无限多个沿半径方向上的细棒，每个细棒在转动时在棒的两端产生大小和方向相同的动生电动势并联？串联？✔细棒上导体元的电动势细棒的电动势盘心与盘边之间的电势差盘的边缘比盘心的电势高4

交流发电机的动生电动势的计算线圈中ab和cd电动势为零线圈中ac和bd段电动势不为零线圈中ac段的运动速度的大小积分方向从a到c方向

a

c同理bd段的动生电动势方向d

b线圈总的动生电动势例题：如图所示，长直导线载有电流I，导线框与其共面，导线ab在线框上滑动，使ab以匀速度向右运动，求线框中感应电动势的大小。例题：如图所示，长直导线载有电流I，导线框与其共面，导线ab在线框上滑动，使ab以匀速度向右运动，求线框中感应电动势的大小。选取如图所示的坐标，顺时针为积分正方向02电感线圈在日光灯中的应用1日光灯工作原理自感现象——导体闭合回路由于回路中电流的变化或回路的形状或回路周围磁介质发生变化时在回路中产生感应电动势——自感电动势2自感线圈与自感电动势设回路电流强度i，穿过回路总的磁通量自感系数L__非铁磁介质

——与回路的匝数几何形状和大小周围的磁介质有关自感系数自感电动势——如果自感系数L为常数——总是和回路中电流的变化相反

自感——具有保持原有电流不变的特性自感系数——电磁惯性

单层密绕环形螺线管内部充满相对磁导率为μr的磁介质的单位长度上的匝数为n

轴线半径R

求螺线管的自感系数

假设螺线管线圈中通有电流i

环形螺线管内部的磁感应强度管内总的磁通量例题自感系数的计算

自感系数——比真空中的自感系数增加μr——和长直螺线管的自感系数相同03电感线圈在无极灯中的应用1无极灯工作原理无极灯工作原理示意图04互感在无线充电器中的应用1无线充电原理2互感系数1）互感现象一个导体回路中的电流发生变化在邻近导体回路产生感应电动势

2）互感系数回路1——电流i1Ψ21——回路1的磁场在回路2产生的总的磁通量回路2——电流i2Ψ12——回路2的磁场在回路1产生的总的磁通量穿过回路2总的磁通量穿过回路1总的磁通量M21——回路1对2的互感系数M12——回路2对1的互感系数——实验和理论表明——与两个回路的匝数，几何形状和大小两个回路的相对位置，周围的磁介质有关

互感系数M的定义回路1中的电流变化在回路2中产生的感应电动势如果互感系数M为常数回路2中的电流变化在回路1中产生的感应电动势一般表示互感电动势总是反抗另外一个回路中电流的变化05LC振荡电路工作原理

实验表明磁场具有能量——磁能1线圈的自感磁能线圈中自感电动势闭合电路的欧姆定律两边乘以电流i

积分电源做的功灯泡的焦耳热克服自感电动势做的功断开外电源——磁能全部转换为焦耳热线圈的磁能——自感磁能

——外电源克服自感电动势做的功线圈中的磁场能量——建立了线圈具有电流I时的磁场能——存储在线圈中2磁场能量长直螺线管——通有电流I自感磁能磁能密度