感應(yīng)電動(dòng)勢
在法拉第之前，人們就知道把磁針靠近 載流線圈磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，證明載流線圈周圍 存在磁場，電能可能變?yōu)榇拍�。法拉第發(fā)現(xiàn) 磁可變電。他用線圈和磁鐵做實(shí)驗(yàn)，線圈和 檢流計(jì)連接，如圖2-12。當(dāng)磁鐵插人線圈時(shí)檢流計(jì)指針向右擺動(dòng)，而且插入速度越快，指針 擺動(dòng)的角度越大。在磁鐵進(jìn)人線圈后靜止時(shí)，指針停止在檢流計(jì)中間位置。反過來，當(dāng)拔出 磁鐵時(shí)，指針向左擺動(dòng)，也是磁鐵移動(dòng)越快指針擺動(dòng)角度越大。指針擺動(dòng)反映電路中有電 流，也就證明在線圈兩端存在電動(dòng)勢，它是由于磁場變化引起的，稱為感應(yīng)電動(dòng)勢。
由上述實(shí)驗(yàn)可知，獲得大的感應(yīng)電動(dòng)勢的條件是磁鐵磁力強(qiáng)、磁鐵移動(dòng)快、線圈的匝數(shù)多。 而且還明確，如果磁鐵不動(dòng)，線圈相對(duì)磁鐵移動(dòng)，也可產(chǎn)生相同的感應(yīng)電動(dòng)勢。歸納實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，法 拉第提出:感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)(值的)絕對(duì)值，等于線圈的匝數(shù)和穿過線圈磁通變率的乘積，即
稱為法拉第定律。式中N為線圈的匝數(shù)為穿過線圈截面的磁力線數(shù)，稱為磁通(量)。令
稱為線圈磁鏈(Wb)。于是，法拉第定律也可表述為：線圈兩端的感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)絕對(duì)值, 等于線圈磁鏈的變率，即
感應(yīng)電動(dòng)勢不僅有大小，而且有方向。愣次提出：感應(yīng)電動(dòng)勢的產(chǎn)生是為了反對(duì)產(chǎn)生它 的原因的變化，稱為楞次定律。按照楞次定律，感應(yīng)電動(dòng)勢的方向與磁鏈變率方向相反，在
為正時(shí)e為負(fù)值。
法拉第定律和楞次定律結(jié)合稱為感應(yīng)電動(dòng)勢定律，數(shù)學(xué)表達(dá)式為
它說明感應(yīng)電動(dòng)勢反對(duì)磁鏈變化，其瞬時(shí)絕對(duì)值等于磁鏈的變率。
愣次定律實(shí)質(zhì)上是能量不滅定律在具體情況下的應(yīng)用。回顧圖2-12,圖中帶箭頭的線 表示磁力線，實(shí)線為磁鐵的磁力線中;線圈中感應(yīng)電流使線圈成為電磁體，虛線為它的磁力 線V。在磁鐵向線圈移動(dòng)時(shí)，如圖2-12a所示，中與少反向，線圈的右端為N極，它反對(duì) 磁鐵靠近。而在磁鐵離開線圈時(shí)，如圖2-12b所示，中’與中同向，線圈的右端改為S極，線 圈的磁力吸引磁鐵，反對(duì)磁鐵離開。因此，需加外力做功才能強(qiáng)制磁鐵移動(dòng)。結(jié)果是，耗用 機(jī)械能實(shí)現(xiàn)磁電感應(yīng)產(chǎn)生電能，這也就是發(fā)電機(jī)發(fā)電原理。
在電路中感應(yīng)電動(dòng)勢可能起兩種作用：促使電流流動(dòng)的動(dòng)力作用;妨礙電流流動(dòng)的抗力 作用。上述實(shí)驗(yàn)中，或變壓器次級(jí)電路中，感應(yīng)加熱的物料中，感應(yīng)電動(dòng)勢都起動(dòng)力作用，由 它驅(qū)動(dòng)的電流叫感應(yīng)或感生電流。在靠電源供電的電路，感應(yīng)電動(dòng)勢起著電抗作用，克服感 應(yīng)電動(dòng)勢所需的電壓，稱為電感電壓。
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