物理變化的電磁場1第1頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月四、感生電動勢導(dǎo)體回路不動，由于磁場變化而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。感生電場在變化的磁場周圍存在一個變化的電場感生電動勢的表達式感生電場與變化磁場關(guān)系2第2頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月一、

電子感應(yīng)加速器電子感應(yīng)加速器電子束電子槍靶在電磁鐵的兩極之間安置一個環(huán)形真空室，當用交變電流勵磁電磁鐵時，在環(huán)形室內(nèi)就會感生出很強的、同心環(huán)狀的有旋電場。用電子槍將電子注入環(huán)形室，電子在有旋電場的作用下被加速，并在洛侖茲力的作用下，沿圓形軌道運動。B3第3頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月二、渦電流（渦流）大塊的金屬在磁場中運動，或處在變化的磁場中，金屬內(nèi)部也要產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種電流在金屬內(nèi)部自成閉合回路，稱為渦電流或渦流。鐵芯交流電源渦流線趨膚效應(yīng)——渦電流或渦流這種交變電流集中于導(dǎo)體表面的效應(yīng)。4第4頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月渦電流的熱效應(yīng)利用渦電流進行加熱利1、冶煉難熔金屬及特種合金2、家用如：電磁灶3、電磁阻尼鐵芯交流電源渦流線弊熱效應(yīng)過強、溫度過高，易破壞絕緣，損耗電能，還可能造成事故減少渦流：1、選擇高阻值材料2、多片鐵芯組合5第5頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月L——自感系數(shù)，單位：亨利（H）一、自感

由于回路自身電流、回路的形狀、或回路周圍的磁介質(zhì)發(fā)生變化時，穿過該回路自身的磁通量隨之改變，從而在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象。1.自感現(xiàn)象磁通鏈數(shù)10-4

自感應(yīng)互感應(yīng)6第6頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月1).L的意義：自感系數(shù)與自感電動勢自感系數(shù)在數(shù)值上等于回路中通過單位電流時，通過自身回路所包圍面積的磁通鏈數(shù)。若I=1A，則L的計算c單位：亨利，H毫亨，mH1H=103mHb此公式只適用于回路中沒有鐵磁質(zhì)的情況，否則與電流有關(guān)。a自感系數(shù)與線圈的大小、形狀、磁介質(zhì)、線圈密度有關(guān)，而與線圈中電流無關(guān)。說明7第7頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月2)自感電動勢若回路幾何形狀、尺寸不變，周圍介質(zhì)的磁導(dǎo)率不變討論:

2.

L的存在總是阻礙電流的變化，所以自感電動勢是反抗電流的變化,而不是反抗電流本身。自感系數(shù)也可視為回路“電磁慣性”大小的量度。8第8頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月自感的計算步驟：Slμ例1、

試計算長直螺線管的自感。已知：匝數(shù)N,橫截面積S,長度l,磁導(dǎo)率①假設(shè)線圈中通有電流I④由定義求出自感系數(shù)L

②求電流I產(chǎn)生的B③求通過線圈的磁通鏈數(shù)ψL計算步驟9第9頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月SlμL與磁導(dǎo)率、匝數(shù)、體積成正比10第10頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月單位長度的自感為：例2求一無限長同軸傳輸線單位長度的自感.已知：R1、R2II11第11頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月二.互感應(yīng)2、互感系數(shù)1)互感系數(shù)(M)因兩個載流線圈中電流變化而在對方線圈中激起感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象稱為互感應(yīng)現(xiàn)象。1、互感現(xiàn)象若兩回路幾何形狀、尺寸及相對位置不變，周圍無鐵磁性物質(zhì)12第12頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月實驗和理論都可以證明：互感系數(shù)和兩回路的幾何形狀、尺寸，它們的相對位置，以及周圍介質(zhì)的磁導(dǎo)率有關(guān)。與電流無關(guān)互感系數(shù)的大小反映了兩個線圈磁場的相互影響程度。13第13頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月互感系數(shù)在數(shù)值上等于當?shù)诙€回路電流變化率為每秒一安培時，在第一個回路所產(chǎn)生的互感電動勢的大小。互感系數(shù)的物理意義互感系數(shù)①假設(shè)一個線圈中通有電流I③求通過另一線圈的磁通鏈數(shù)ψ④由定義求出互感系數(shù)M

②求電流I在另一線圈中產(chǎn)生的B單位：亨利，H毫亨，mH1H=103mH14第14頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月3.互感電動勢線圈1電流變化在線圈2中產(chǎn)生的互感電動勢線圈2電流變化在線圈1中產(chǎn)生的互感電動勢

計算互感系數(shù)的另一種方法15第15頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月（a）順接（b）逆接自感線圈的串聯(lián)16第16頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月例1

有兩個直長螺線管，它們繞在同一個圓柱面上。已知：0、N1、N2、l、S

求：互感系數(shù)17第17頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月稱K為耦合系數(shù)耦合系數(shù)的大小反映了兩個回路磁場耦合松緊的程度。由于在一般情況下都有漏磁通，所以耦合系數(shù)小于一。在此例中，線圈1的磁通全部通過線圈2，稱為無漏磁。在一般情況下18第18頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月例2.如圖所示,在磁導(dǎo)率為的均勻無限大磁介質(zhì)中,一無限長直載流導(dǎo)線與矩形線圈一邊相距為a,線圈共N匝,其尺寸見圖示,求它們的互感系數(shù).解:設(shè)直導(dǎo)線中通有電流I,它通過矩形線圈的磁通鏈數(shù)為互感為互感系數(shù)僅取決于兩回路的形狀,相對位置,磁介質(zhì)的磁導(dǎo)率．Idr19第19頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月當電鍵K從閉合狀態(tài)，變?yōu)榇蜷_狀態(tài)時，燈泡并不是立即就熄滅，而是閃亮一下才熄滅。

這是由于線圈中的磁場能量釋放給燈泡。當電鍵K打開時，電路中電流迅速減小，在線圈中產(chǎn)生自感電動勢，這個自感電動勢比電源電動勢要大，所以燈泡比原來還亮一些，最后燈泡熄滅。

線圈中的能量，是由于線圈在通電過程中，電流克服自感電動勢作功，使線圈具有能量。線圈能量穩(wěn)恒電流的功為：10-5磁場能量20第20頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月

考察在開關(guān)合上后的一段時間內(nèi)，電路中的電流滋長過程：電池BATTERY一、自感磁能電源所作的功

在dt時間內(nèi)，電流i克服線圈中自感電動勢作的元功為：21第21頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月將兩相鄰線圈分別與電源相連，在通電過程中電源所做功線圈中產(chǎn)生焦耳熱反抗自感電動勢做功反抗互感電動勢做功自感磁能互感磁能二、互感磁能22第22頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月三、磁場的能量磁場能量密度：單位體積中儲存的磁場能量wm螺線管特例：任意磁場非勻強a:任取體積元dV

b:計算dV內(nèi)能量

c:計算總能量23第23頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月lRrdrI例4：

計算半徑為R、長為

l、通有電流I、磁導(dǎo)率為的均勻載流圓柱導(dǎo)體內(nèi)磁場能量。解：24第24頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月例如圖.求同軸傳輸線之磁能及自感系數(shù)可得同軸電纜的自感系數(shù)為25第25頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月解：在內(nèi)外徑間取半徑為R，寬度為dR的環(huán)帶在圓心O點處產(chǎn)生的磁場練習(xí)一內(nèi)外半徑分別為R1和R2的均勻帶電平面圓環(huán)，電荷面密度為，其中心有一半徑為r的導(dǎo)體小環(huán)，二者同心共面如圖。設(shè)帶電圓環(huán)以變角速度繞垂直與環(huán)面的中心軸旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)體小環(huán)中的感應(yīng)電流i等于多少？方向如何？已知小環(huán)的電阻為R’26第26頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月由于整個帶電圓環(huán)繞中心軸旋轉(zhuǎn)，在中心產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度為選逆時針方向為小環(huán)回路為正方向，則小環(huán)中27第27頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月一、自感由于回路自身電流產(chǎn)生的磁通量發(fā)生變化，而在回路中激發(fā)感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象。自感系數(shù)的計算①假設(shè)線圈中通有電流I③求通過線圈的磁通鏈數(shù)ψ④由定義求出自感系數(shù)L

②求電流I產(chǎn)生的B自感電動勢二、互感當兩個線圈中電流發(fā)生變化時，相互在對方的線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象。互感電動勢互感系數(shù)①假設(shè)一個線圈中通有電流I③求通過另一線圈的磁通鏈數(shù)ψ④由定義求出互感系數(shù)M

②求電流I在另一線圈中產(chǎn)生的B28第28頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月三、磁場能量線圈能量電流作功使線圈能量改變，作功等于末態(tài)線圈能量減去初態(tài)線圈的能量。磁場能量密度非勻強磁場能量求法a:任取體積元dV

b:計算dV內(nèi)能量

c:計算總能量

（在dV內(nèi)B的分布均勻）29第29頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月當有人在樓下按門鈴叫門時，樓上的人閉合開關(guān)，門鎖上的電磁鐵通電銜鐵，銜鐵脫離門扣，這時來人拉開門，進入樓內(nèi)．在關(guān)門時，開關(guān)是斷開的，銜鐵在彈力作用下，合入門扣．自動報警裝置30第30頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月電磁鐵是利用載流鐵心線圈產(chǎn)生的電磁吸力來操縱機械裝置，以完成預(yù)期動作的一種電器。它是將電能轉(zhuǎn)換為機械能的一種電磁元件。電磁鐵主要由線圈、鐵心及銜鐵三部分組成，鐵心和銜鐵一般用軟磁材料制成。鐵心一般是靜止的，線圈總是裝在鐵心上。開關(guān)電器的電磁鐵的銜鐵上還裝有彈簧，如圖所示電磁鐵的組成當線圈通電后，鐵心和銜鐵被磁化，成為極性相反的兩塊磁鐵，它們之間產(chǎn)生電磁吸力。當吸力大于彈簧的反作用力時，銜鐵開始向著鐵心方向運動。當線圈中的電流小于某一定值或中斷供電時，電磁吸力小于彈簧的反作用力，銜鐵將在反作用力的作用下返回原來的釋放位置。31第31頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月