磁生电

更新时间:2023-09-05 16:17

磁生电是英国科学家法拉第发现的。原理是闭合电路的一部分导体切割磁感线运动时,在导体上就会产生电流的现象叫电磁感应现象,产生的电流叫做感应电流发电机便是依据此原理制成。

发现过程

1831年电学大师法拉第发现了磁能够生电。他找来两根长约62米的铜导线和一根粗长木棍,分别把两根铜导线缠绕在木棍上,铜导线的两端分别与电流计电源相联。然后他把电源开关合上,这时,他似乎感到电流计指针跳动了一下,然后指又回到0点,难道在开关合的瞬时产生了感应电流?法拉第把开关拉掉,准备重复合后再看一次,当开关刚拉开时,他又看到指针跳荡了一下,然后回到0点。他反复把开关拉开、合上,都发现了相同的结果。

根据这个实验,法拉第总结出电磁感应的规律:当穿过感应回路中的磁通量发生变化时,回路中就会产生感应电流,感应电流方向总是阻碍回路中磁通量的变化,大小与单位时间内的磁通量变化成正比。

负电荷,在金属内的电子流动方向与常规电流的方向相反。

电磁感应现象

磁生电是法拉第发现的。原理:闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时,在导体上就会产生电流的现象叫电磁感应现象,产生的电流叫做感应电流

导体的两端接在电流表的两个接线柱上,组成闭合电路,当导体在磁场中向左或向右运动,切割磁力线时,电流表的指针就发生偏转,表明电路中产生了电流.这样产生的电流叫感应电流。我们知道,穿过某一面积的磁力线条数,叫做穿过这个面积的磁通量。当导体向左或向右做切割磁力线的运动时,闭合电路所包围的面积发生变化,因而穿过这个面积的磁通量也发生了变化。导体中产生感应电流的原因,可以归结为穿过闭合电路的磁通量发生了变化。可见,只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就会产生感应电流。这就是产生感应电流的条件。感应电流的方向:导体向左或向右运动时,电流表指针的偏转方向不同,这表明感应电流的方向跟导体运动的方向有关系。如果保持导体运动的方向不变,而把两个磁极对调过来,即改变磁力线的方向,可以看到,感应电流的方向也改变。可见,感应电流的方向跟导体运动的方向和磁力线的方向都有关系.感应电流的方向可以用右手定则来判定:伸开右手,使大拇指跟其余四个手指垂直,并且都跟手掌在一个平面内,把右手放入磁场中,让磁力线垂直穿入手心,大拇指指向导体运动的方向,那么其余四个手指所指的方向就是感应电流的方向。

感应电流产生

感应电流究竟是如何产生的呢?设均匀磁场的磁力线向下垂直于纸面,导体平放在纸面上,方向正南正北,移动方向为西方。(用右手定则判感应电流方向为南方)。当导体向西移动时,可视为导体中的电荷也向西移动,而电荷在磁场中所受作用力的方向跟磁场方向、电荷运动方向之间的关系,可以用左手定则来判定:伸开左手,使大拇指跟其余四个手指垂直,并且都跟手掌在一个平面内,把手放入磁场中,让磁感线垂直穿入手心,并使伸开的四指指向电荷的运动方向(西方),那么,拇指所指的方向(南方),就是电荷在磁场中的受力方向。所以电流方向应是南方。

把线圈的两端接在电流表上,组成闭合电路.当向线圈中插入或拔出磁铁时,电流表的指针偏转,表明电路中产生了感应电流。这是因为向线圈中插入磁铁时,穿过线圈的磁通量增大,从线圈中拔出磁铁时,穿过线圈的磁通量减小。穿过线圈的磁通量发生了变化,因而产生了感应电流。向线圈中插入或拔出磁铁的过程可以等效为导体切割磁力线的过程。磁通量的变化只是产生感应电流的表层的原因,真正的原因还是线圈中的电荷受洛仑兹力运动。

感应电流的条件

产生感应电流的条件是:①一部分导体在磁场中做切割磁感线运动.即导体在磁场中的运动方向和磁感线的方向不平行;②电路闭合.在磁场中做切割磁感线运动的导体两端产生感应电压,是一个电源.若电路闭合,电路中就会产生感应电流.若电路不闭合,电路两端有感应电压,但电路中没有感应电流

感应电流的方向

导体中感应电流的方向,跟导体切割磁感线的运动方向和磁感线(磁场)的方向有关.(1)磁感线(磁场)的方向不变,闭合电路中的一部分导体做切割磁感线的运动方向改变时,感应电流的方向也会发生改变;(2)导体切割磁感线的运动方向不变,磁感线的方向改变,导体中的感应电流方向也发生改变;(3)导体切割磁感线的运动方向和磁感线的方向都改变时,导体中的感应电流方向不变.

交流发电机原理

放在磁场中的矩形线圈,两端各连一个铜环K和L,它们分别跟电刷 A 和B接触,并跟电流表组成闭合电路.让线圈在磁场中转动,由于ab边和cd边做切割磁感线的运动,电路中就有了感应电流.在线圈转动的前半周,线圈都从一个方向切割磁感线,因此电流方向从A经电流表到B不改变;在后半周,线圈从相反方向切割磁感线,电流方向和前半周相反,由B经电流表流向A.线圈继续转动,电流方向将周期性地重复上述变化.线圈在磁场里转动一周,电路中的感应电流的方向和大小就发生一个周期性变化.线圈在磁场中持续转动,线圈就向外部电路提供方向和大小都作周期性变化的交变电流.-

应用

电磁感应现象在实际中有着广泛的应用,特别在电工技术、电子技术以及电磁测量等方面。例如,在电工技术中,运用电磁感应原理制造的发电机、感应电动机及变压器等设备,为充分而又方便地利用自然界的能源提供了条件;在电子技术中,广泛地采用电感元件来发射接收或传递讯号;运用电磁感应的原理不仅制成多种电磁测量仪表,而且还制造了各种用于非电量电测的传感器。此外,例如加热用的感应电炉、核物理研究中用的电子感应加速器等等,也都运用了电磁感应原理。

免责声明
隐私政策
用户协议
目录 22
0{{catalogNumber[index]}}. {{item.title}}
{{item.title}}