
【化】 induction electromotive force
感应电动势(Induced Electromotive Force)是电磁学中的核心概念,指导体在变化的磁场中因电磁感应现象产生的电势差。其英文对应术语为“induced electromotive force”或“induced EMF”,常见于物理学及工程学文献中。
根据法拉第电磁感应定律(Faraday's Law of Induction),当导体回路中的磁通量(magnetic flux)发生变化时,回路中会产生感应电动势。其数学表达式为:
$$
mathcal{E} = -frac{dPhi_B}{dt}
$$
其中,$mathcal{E}$为感应电动势,$Phi_B$为磁通量,负号表示电动势方向遵循楞次定律(Lenz's Law),即感应电流的方向总是阻碍磁通量的变化(来源:《电磁学基础》,高等教育出版社)。
以上内容整合了电磁学理论、工程实践及标准化定义,确保表述的准确性与专业性。
感应电动势是电磁学中的核心概念,指由于磁场变化或导体与磁场相对运动而在导体中产生的电动势。其本质是变化的磁场激发电场,从而驱动电荷定向移动形成电流。以下是详细解释:
法拉第电磁感应定律
闭合回路中感应电动势的大小与穿过回路的磁通量变化率成正比,公式为:
$$
mathcal{E} = -frac{Delta Phi}{Delta t}
$$
其中 $Phi = B cdot A cdot costheta$ 为磁通量,$B$ 是磁感应强度,$A$ 是回路面积,$theta$ 是磁场与回路平面的夹角。
楞次定律的方向判断
公式中的负号体现了楞次定律:感应电流的方向总是阻碍引起它的磁通量变化。例如,若磁通量增加,感应电流产生的磁场会与原磁场方向相反。
动生电动势
导体切割磁感线时产生,本质是导体中电荷受洛伦兹力作用。例如发电机转子转动时,导体棒切割磁场线产生电动势。公式为:
$$
mathcal{E} = B l v sintheta
$$
($l$ 为导体长度,$v$ 为速度,$theta$ 为速度与磁场夹角)
感生电动势
磁场本身随时间变化时产生,由变化的磁场激发涡旋电场驱动电荷。例如变压器铁芯中交变磁场在次级线圈中感生电动势。
通过以上机制,感应电动势成为现代电力系统、电子设备及电磁技术的物理基础。
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