
【電】 law of electromagnetic induction
電磁感應定律(Law of Electromagnetic Induction)是電磁學核心理論之一,由英國科學家邁克爾·法拉第于1831年提出,描述了磁場變化與感應電動勢之間的定量關系。其核心定義為:閉合電路中産生的感應電動勢(EMF)與穿過該電路的磁通量變化率成正比,方向由楞次定律決定。公式表達為:
$$
mathcal{E} = -frac{dPhi_B}{dt}
$$
其中,$mathcal{E}$為感應電動勢(單位:伏特),$Phi_B$為磁通量(單位:韋伯),負號表示感應電動勢方向阻礙原磁通量變化(楞次定律)。
電磁感應定律廣泛應用于現代電力系統,例如:
電磁感應定律是電磁學中的核心定律之一,由邁克爾·法拉第于1831年發現,後由海因裡希·楞次完善方向判定。其核心内容可概括為:
定律表述
當穿過閉合導體回路的磁通量(Φ)發生變化時,回路中會産生感應電動勢(ε),其大小與磁通量變化率成正比,方向由楞次定律決定。數學表達式為:
$$
varepsilon = -frac{dPhi}{dt}
$$
其中,Φ = B·A·cosθ(B為磁感應強度,A為面積,θ為磁場與法線夾角)。
關鍵點解析
磁通量變化
産生電動勢的條件是磁通量隨時間變化,可能由磁場強度變化、導體面積變化或磁場與導體相對角度變化引起。例如移動磁鐵、改變線圈形狀或旋轉導體均可觸發。
負號的意義(楞次定律)
負號表明感應電流的方向總是阻礙原磁通量的變化,體現了能量守恒。例如,當磁鐵靠近線圈時,感應電流産生的磁場會排斥磁鐵運動。
兩類電動勢
應用實例
該定律與麥克斯韋方程組共同構成經典電磁理論的基礎,揭示了電與磁的動态相互作用關系。
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