1、 电磁学 第五章华侨大学信息科学与工程学院电子科学与技术系Email： 林志立 电磁学 第五章 电磁感应和暂态过程（ 6学时）QQ群： 200310752第五章 电磁感应和暂态过程 第 1页内容概要 5.1 电磁感应定律（ 2学时） 5.2 动生电动势和感生电动势（ 2学时） 5.3 互感和自感（ 2学时） 5.4 暂态过程（自学） *5.5 灵敏电流计和冲击电流计（自学）第五章 电磁感应和暂态过程 第 2页5.2 动生电动势和感生电动势动生电动势 ：恒定磁场中运动着的导体内产生的感应电动势；感生电动势 ：导体不动，磁场变化所产生的感应电动势。动生电动势感生电动势从数学形式上看：第五章 电磁感
2、应和暂态过程 第 3页5.2 动生电动势和感生电动势 5.2.1 动生电动势产生原因分析 ：电动势由运动的 ab段切割磁力线 产生 ，不动部分为外电路。 感生电动势 可用 求出 ,结果为 ： Racb I a b c I 第五章 电磁感应和暂态过程 第 4页(2) 一般情况下 动生电动势的计算公式电子应受非静电力大小、 方向 电子所受洛伦兹力大小、 方向向下向下洛伦兹力 是产生动生电动势的 非静电力动生电动势AB CDI5.2 动生电动势和感生电动势 5.2.1 动生电动势第五章 电磁感应和暂态过程 第 5页5.2 动生电动势和感生电动势 5.2.1 动生电动势 动生电动势仅存在于运动导线段上
3、，此段相当于电源； 若一段导线在 中 运动但无闭合回路，则可以产生 电动势 ，但 没有电流； 运动导体产生动生电动势的条件 ： 导线切割磁感应线总结总结 动生电动势对应的非静电力强度 为 单位 正电荷受到的 洛仑兹力 ； 洛伦兹力沿导线，可以推动电流 洛伦兹力垂直导线，不能推动电流第五章 电磁感应和暂态过程 第 6页5.2 动生电动势和感生电动势 5.2.1 动生电动势动生电动势与能量守恒 动生电动势的产生本质：洛仑兹力推动 电子移动（做 正 功）洛伦兹力的性质 ：对 带电粒子永远不做功似乎矛盾？如图所示，载流导线在外磁场中以 速度 匀速运动，导线中有电子流动，速度为 。电子的合运动速度为 。
4、 总洛仑兹力仍然不做功；两个分洛仑兹力功率大小相等，符号相反。第五章 电磁感应和暂态过程 第 7页5.2 动生电动势和感生电动势 5.2.1 动生电动势外力外力 ：外力功率外力功率 ： 导线匀速运动导线匀速运动能量转换：外力做功能量转换：外力做功 回路中的焦耳热回路中的焦耳热总的洛伦兹力的作用并不提供能量，而只是传递能量，即外力克服洛伦兹力的一个分量 f所做的功通过另一分量 f转化为感应电流的能量 ，继而变为焦耳热。第五章 电磁感应和暂态过程 第 8页5.2 动生电动势和感生电动势 5.2.1 动生电动势物理图像 ：（ 1）一个电子所受 总洛伦兹力 不做功；但分洛仑兹力推动电子，形成电流。（ 2）电路 中的电能 由外部机械能转换 产生 ，但仅有外力不能产生电能 ； 需要洛伦兹力参与转换。洛仑兹力的能量转换作用 ：一 个 洛 伦 兹分力 抵抗 外力做负功 以 满足能量守恒，电子受另 一 洛 伦 兹分力 的推动，产生 电子 定向移动，将外部能量转换为电能。第五章 电磁感应和暂态过程 第 9页5.2 动生电动势和感生电动势 5.2.2 交流发电机原理每匝 动生电动势的应用 -交流发电机线圈面积 S=bl， 时 为计时零点，导线框匀速旋转时， t 时刻转过角度为 电动势幅值 简谐交变电动势 (简谐交流电 )：实际发电机 ： 多匝线圈；电枢不动、多对磁极式转动
