电磁感应

导体电动势在感应中的表现

如果你把 磁场 电线并移动它，使其在移动时穿过磁力线，那么电线将具有 电动势称为 EMF 感应。

即使导体本身保持静止并且磁场会移动，以其力线穿过导体，导体中也会产生感应电动势。

如果感应电动势的导体与任何外部电路闭合，则在该电动势的作用下，电流将流过电路，即所谓的感应电流。

当导体穿过其磁力线时，导体中发生电动势感应的现象称为电磁感应。

电磁感应是逆过程，即机械能转化为电能。

电磁感应现象广泛应用于 电气工程… 各种电机的装置是基于它的用途。

EMF 感应的大小和方向

现在让我们考虑在导体中感应的 EMF 的大小和方向。

感应电动势的大小取决于每单位时间穿过电线的力线数，即取决于电线在场中的移动速度。

感应电动势的大小与导体在磁场中的运动速度成正比。

感应电动势的大小还取决于被场线穿过的那部分电线的长度。导体中被场线交叉的部分越大，导体中的感应电动势就越大。最后，磁场越强，即其感应越大，穿过该磁场的导体中的电动势就越大。

因此，导体在磁场中运动时产生的感应电动势值与磁场的感应强度、导体的长度和运动速度成正比。

这种依赖性由公式 E = Blv 表示，

其中 E 是感应电动势； B——磁感应强度； I 是电线的长度； v 是电线的速度。

必须牢记，在磁场中运动的导体中，只有当该导体被磁场的磁力线穿过时，才会产生感应电动势。如果导体沿着磁力线移动，即它不交叉，但似乎沿着磁力线滑动，则不会在其中感应出 EMF。因此，上述公式仅在导线垂直于磁力线运动时有效。

感应电动势（以及导线中的电流）的方向取决于导线移动的方向。有一个右手法则可以确定感应电动势的方向。

如果你握住右手的手掌让磁力线进入，弯曲的拇指指示导体运动的方向，那么伸出的四指指示感应电动势的作用方向和方向导体中的电流。

右手法则

线圈中的 EMF 感应

我们已经说过，为了在电线中产生感应 EMF，有必要将电线本身或磁场移动到磁场中。在这两种情况下，导线都必须与磁场的磁力线交叉，否则不会感应出电动势。感应电动势和感应电流不仅可以出现在直导线中，也可以出现在绞成线圈的导线中。

向内移动时 线圈 对于永磁体，由于磁铁的磁通量穿过线圈的匝数，因此在其中感应出电动势，也就是说，与在磁铁的磁场中移动直线时的方式相同。

如果磁铁慢慢下降到线圈中，那么其中产生的 EMF 将非常小，设备的指针甚至可能不会偏离。相反，如果将磁铁快速插入线圈，箭头的偏转就会很大。这意味着感应电动势的大小以及相应的线圈中电流的强度取决于磁铁的速度，即磁场的磁力线穿过线圈匝数的速度。如果现在，交替地，先将强磁铁然后弱磁铁以相同的速度插入线圈，那么您会注意到，对于强磁铁，设备的指针会以更大的角度偏离。这意味着感应电动势的大小以及相应的线圈中电流的强度取决于磁铁磁通量的大小。

最后，如果以相同的速度引入相同的磁铁，首先进入匝数较大的线圈，然后进入匝数小得多的线圈，那么在第一种情况下，设备的指针将偏离比在第一种情况下更大的角度第二。这意味着感应电动势的大小以及相应的线圈中电流的强度取决于其匝数。如果使用电磁体代替永磁体，可以获得相同的结果。

线圈中 EMF 的感应方向取决于磁铁的运动方向。 E. H. Lenz 建立的定律说，如何确定感应电动势的方向。

楞次电磁感应定律

线圈内部磁通量的任何变化都伴随着其中感应电动势的出现，并且穿透线圈的磁通量变化越快，其中的电动势就越大。

如果产生感应 EMF 的线圈与外部电路闭合，则感应电流流过线圈，在导线周围产生磁场，线圈因此变成螺线管。事实证明，不断变化的外部磁场会在线圈中感应出感应电流，进而在线圈周围产生自己的磁场——电流场。

研究这种现象，E. H. Lenz 建立了一个定律，它决定了线圈中感应电流的方向，从而决定了感应电动势的方向。当磁通量在线圈中发生变化时，线圈中产生的感应电动势会在线圈中产生电流，该电流产生的线圈磁通量会阻止外部磁通量发生变化。

楞次定律适用于所有导线中的电流感应情况，无论导线的形状如何以及外部磁场的变化是如何实现的。

当永磁体相对于连接在检流计端子上的线圈移动时，或当线圈相对于磁铁移动时，就会产生感应电流。

大块导体中的感应电流

不断变化的磁通量不仅能够在线圈匝中感应出 EMF，而且还能在大块金属导体中感应出 EMF。穿透大块导体的厚度，磁通量在其中感应出 EMF，从而产生感应电流。这些所谓的 涡流 散布在实心电线上并在其中短路。

变压器的铁芯，各种电机和设备的磁芯，只是那些被其中产生的感应电流加热的大块导线，这种现象是不可取的，因此，为了减小感应电流的大小，零件电机和变压器的铁芯不是很大，而是由用纸或一层绝缘漆相互绝缘的薄片组成。因此，涡流沿导体质量的传播路径被阻断。

但有时在实践中涡流也被用作有用的电流。这些电流的使用是基于，例如，工作 感应加热炉, 电表 以及所谓的电气测量仪器运动部件的磁阻尼器。

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