
【化】 induction electromotive force
感應電動勢(Induced Electromotive Force)是電磁學中的核心概念,指導體在變化的磁場中因電磁感應現象産生的電勢差。其英文對應術語為“induced electromotive force”或“induced EMF”,常見于物理學及工程學文獻中。
根據法拉第電磁感應定律(Faraday's Law of Induction),當導體回路中的磁通量(magnetic flux)發生變化時,回路中會産生感應電動勢。其數學表達式為:
$$
mathcal{E} = -frac{dPhi_B}{dt}
$$
其中,$mathcal{E}$為感應電動勢,$Phi_B$為磁通量,負號表示電動勢方向遵循楞次定律(Lenz's Law),即感應電流的方向總是阻礙磁通量的變化(來源:《電磁學基礎》,高等教育出版社)。
以上内容整合了電磁學理論、工程實踐及标準化定義,确保表述的準确性與專業性。
感應電動勢是電磁學中的核心概念,指由于磁場變化或導體與磁場相對運動而在導體中産生的電動勢。其本質是變化的磁場激發電場,從而驅動電荷定向移動形成電流。以下是詳細解釋:
法拉第電磁感應定律
閉合回路中感應電動勢的大小與穿過回路的磁通量變化率成正比,公式為:
$$
mathcal{E} = -frac{Delta Phi}{Delta t}
$$
其中 $Phi = B cdot A cdot costheta$ 為磁通量,$B$ 是磁感應強度,$A$ 是回路面積,$theta$ 是磁場與回路平面的夾角。
楞次定律的方向判斷
公式中的負號體現了楞次定律:感應電流的方向總是阻礙引起它的磁通量變化。例如,若磁通量增加,感應電流産生的磁場會與原磁場方向相反。
動生電動勢
導體切割磁感線時産生,本質是導體中電荷受洛倫茲力作用。例如發電機轉子轉動時,導體棒切割磁場線産生電動勢。公式為:
$$
mathcal{E} = B l v sintheta
$$
($l$ 為導體長度,$v$ 為速度,$theta$ 為速度與磁場夾角)
感生電動勢
磁場本身隨時間變化時産生,由變化的磁場激發渦旋電場驅動電荷。例如變壓器鐵芯中交變磁場在次級線圈中感生電動勢。
通過以上機制,感應電動勢成為現代電力系統、電子設備及電磁技術的物理基礎。
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