感生电动势

时间:2023-03-10来源:佚名
一、感生电动势
当一个相对静止的导体闭合回路处于随时间变化的磁场中时,穿过导体闭合回路的磁通量也会发生变化,导体中产生感应电动势,称为感生电动势。
二、感生电场
1、 麦克斯韦假设

相对静止的导体闭合回路因磁场变化能产生感生电动势,这说明回路中的电荷由于磁场的变化受到了某种力的作用。电荷受力的作用分为两种,一种是静电场所施的库仑力,另一种是施于运动电荷的洛仑兹力。然而,在产生感生电动势的过程中,即没有静电场也没有电荷的运动。因此,感应电动势的非静电力既不是静电场的静电力,也不是洛仑兹力,我们用以前学过的知识已无法解释感生电动势的微观机制。为了解释感生电动势非静电力的起源,英国科学家麦克斯韦提出一个假设:变化磁场在其周围空间会激发一种电场,这种电场称为感生电场或涡旋电场。这种电场不管空间有无导体或导体回路,不管是介质还是真空它都存在。这种感生电场对导体中电荷的作用力就是构成感应电动势的非静电力。麦克斯韦的这一假设已被许多实验所证实。
2、感生电场的性质
电场从起源上分为两种:一种是由电荷激发的静电场(库仑电场),用感生电动势表示;另一种是由变化磁场激发的感生电场,用感生电动势表示。这两种电场有一个共同的特点,即对处于电场中的电荷有作用力。但感生电场的电场力不同于库仑电场的电场力,它是一种非静电力。如果在感生电场中放入导体,则导体中的电子在感生电场力的作用下将发生定向运动,在导体中形成电动势;如果导体构成闭合回路,就产生感应电流。因此,感生电动势的非静电力就是感生电场力,它是形成感生电动势的起因和本质。
根据定义,感生电动势感生电动势等于感生电场感生电动势沿某一闭合曲线感生电动势的线积分,即

感生电动势
根据法拉第电磁感应定律,有

感生电动势
其中感生电动势是穿过闭合曲线感生电动势所包围曲面感生电动势上的磁通量,即
感生电动势

感生电动势
由于感生电动势感生电动势静止不动,故上式右边对曲面的积分和对时间的积分次序可以互换,因而有
感生电动势

感生电场感生电动势沿感生电动势的积分方向就是感生电动势是正方向,它与回路法线矢量感生电动势构成右手螺旋关系。

一般情况下,空间可能既存在电荷,又存在变化的磁场,因而它们激发的两种电场也就可能同时存在。这时空间总的电场感生电动势就是这两种电场的叠加,即
感生电动势
对于库仑电场,有
感生电动势
感生电动势

所以,这是电磁学的基本方程之一。
3、感生电场与静电场的异同
感生电场与静电场(库仑电场)的相同点是对处于其中的电荷都有力的作用。不同点是感生电场是由变化磁场激发的,它是无源场(涡旋场),电力线是闭合曲线;感生电场是非保守力场,感生电场力的功与路径有关。在数学上表示为
感生电动势
感生电动势
静电场是由电荷激发的,它是有源场(发散场),电力线不是闭合曲线;静电场是保守力场,静电场力所作的功与路径无关。在数学上表示为
感生电动势
感生电动势

热销商品

加厚abs安全帽电工建筑工地程施工领导监理透气防砸头盔可印字V型

这款加厚ABS安全帽专为电工、建筑工地施工人员、领导及监理设计,采用高强度ABS工程塑料,抗冲击、防砸性能优异,有效保障头部安全。帽体加厚设计,增强耐用性与防护等级...
5.8

欧普led筒灯3w孔灯超薄桶灯吊顶天花灯过道嵌入式洞灯客厅5w

欧普LED筒灯是一款高品质嵌入式照明产品,适用于客厅、过道、吊顶等多种场景。采用优质LED光源,提供3W和5W两种功率选择,光线柔和均匀,显色指数高,有效还原真实色彩。超...
7.45

水口钳高硬度模型剪钳电子钳工业级口水剪斜嘴钳偏口斜口专用钳子

水口钳高硬度模型剪钳是一款工业级精密工具,专为电子、模型制作及精细作业设计。采用优质高碳钢材质,经热处理工艺打造,具备卓越的硬度和耐磨性,可轻松剪切金属引脚、...
4.8

170电子剪钳II 如意斜口钳 工业斜嘴钳水口钳 模型剪塑胶钳尖嘴钳

170电子剪钳II如意斜口钳是一款专业级精密工具,集工业斜嘴钳、水口钳、模型剪、塑胶钳与尖嘴钳功能于一体,适用于电子维修、模型制作、手工艺及精密作业。其采用优...
4.5

安全帽国标工地加厚施工领导透气安全头盔建筑工程监理免费印字

本款安全帽严格遵循国家GB 2811-2019标准,专为建筑工程、工地施工及监理人员设计。采用高强度ABS工程塑料,加厚壳体有效抗冲击,保障头部安全。帽体轻盈透气,内置可调...
10

网站栏目