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电磁感应与交变电流

本页面原撰写于2019年10月28日


磁场 - Magnetic Field

最先发现电流的磁效应的是奥斯特。

安培定则,也叫右手螺旋定则。安培力,左手定则判定。

两根导线电流方向相反则在安培力的表现上为相互排斥。

质谱仪是分析磁场的重要工具。

霍尔元件的电流方向固定,只是用于体现电流的电子种类和运动方向不同。

  • 磁感应强度
    • 磁感应强度是指描述磁场强弱和方向的物理量,是矢量
    • 常用符号B表示,国际通用单位为特斯拉 符号为T
    • B=F/IL=F/qv=Φ/S
      • F 洛伦兹力或者安培力
      • Φ 磁通量 =ΔBS或BΔS
      • 定义式 F=ILB
      • 表达式 B=F/IL
  • 磁感应方向
    • 小磁针静止时的N极指向
  • 磁感线
    • 描述磁感应强度的大小和方向
    • 该点切线方向,不相交,闭合
    • 从 N 极出发,进入与其最邻近的 S 极
  • 磁感点
    • X代表磁场向内,·代表向外
  • 安培力
    • F=BIL
    • 力和磁场和电流相互垂直
    • 左手定则
      • 磁感线穿过掌心,从掌心到掌背,四指指向电流,拇指指向安培力
    • F=BILsinθ (θ是B和I的夹脚)
  • 洛伦兹力image-1582339212420.png
    • 矢量,方向为左手定则
    • f=qBVsinθ
    • 圆周运动时的轨道半径r=mv/qB 考试要写qvB=mv2/r
    • 圆周运动周期=2兀m/qB

电磁感应

电流方向是正电子移动的方向,当负电子逆时针旋转的时候,正电子顺时针旋转用于判断磁场。

磁通量变化 – 感生电动势

磁通量,符号Φ,定义为Φ=BScosθ(磁感应强度*磁感应面积)这是一个双向标量,有正负之分。

法拉第电磁感应定律可以求感应电动势

由公示可以推导出感应电动势只与磁通量变化率有关。

楞次定律描述了感应电流的磁场,总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。要判断感应电流,首先要找到原磁场方向,其次要判断磁通量如何变化,是增加还是减少。第三部,我们要判断出阻碍这种变化的感应磁场的方向。最后,使用右手螺旋定则判断感应电流的方向。【增反减同】

切割磁感线 – 动生电动势

E=BLVsinθ 磁感强度*等效切割长度*导体运动速度 方向为右手定则 拇指指向导线运动方向


交变电流

方向随时间做周期性变化的电流称为交变电流,没有周期性的为时变电流。

交流电的最基本的形式是正弦电流(余弦电路),此外还有锯齿状电流等。交流电设备标注的电压值和电流值,电表测量的示数,和约定俗成的交流电度量中,值是交流电的有效值。有效值描述了在交流电变化一个周期的时间内与该交流电在相同电阻上产生相同热量的直流电的大小。在正弦交流电与余弦交流电中,电压电流的有效值,为其最大值的1/√2

在理想变压器中,变压器的输出功率等于用电器的功率。

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