基础理论
一、电磁基础
1.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)。磁感应强度也被称为磁通量密度或磁通密度。在物理学中磁场的强弱使用磁感应强度来表示,磁感应强度越大表示磁感应越强。磁感应强度越小,表示磁感应越弱。
其中:
F:安培力
v:速度
ξ:感应电动势
E :电场强度
Φ:磁通量
S :与磁场方向垂直的面积
2.磁通量
设在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一个面积为S且与磁场方向垂直的平面,磁感应强度B与面积S的乘积,叫做穿过这个平面的磁通量,简称磁通(Magnetic Flux)。标量,符号“Φ”
磁通量的单位是是韦伯,是以德国物理学家威廉·韦伯的名字命名的。Weber,符号是Wb,1Wb=1T*m2=1V*S,是标量,但有正负,正负仅代表穿向。
3.安培力
磁场对电流的作用力通常称为安培力,在匀强磁场B中受到的安培力大小为:
α:B与I的夹角
通电导线与磁场方向垂直时, 安培力最大。
通电导线与磁场方向平行时, 安培力为0。
L为通电导线垂直于磁场方向的有效切割长度。
安培力的方向:
⑴安培力的方向由左手定则来判断。
⑵安培力总是垂直于磁感应强度B和电流I所决定的平面,但B和I不一定垂直。
安培力的重要意义在于:
一方面进一步指出了电与磁的相互联系;
另一方面是应用价值,电动机的工作原理就是基于安培力。
安培力做功的实质:
起传递能量的作用,将电源的能量传递给通电直导线,而磁场本身并不能提供能量,安培力做功的特点与静摩擦力做功相似。
4.法拉第电磁感应定律
因磁通量变化产生感应电动势的现象,如闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线的运动时,导体中就会产生电流,这种现象叫电磁感应。
有电磁感应现象产生的电流称之为感应电流,产生的电动势(电压)称之为感应电动势。
方向判断:
右手定则来确定感应电动势的方向。
感应电动势的正负极可利用感应电流方向判定,电源内部的电流方向:由负极流向正极。
5.楞次定律
感应电流产生的磁场,总是在阻碍引起感应电流的原磁场的磁通量的变化。