电磁感应现象:当穿过闭合回路的磁通量发生变化时,不管这种变化是由于什么原因引起的,回路中都有电流产生,这种现象称为电磁感应现象,回路中产生的电流称为感应电流
其中N为匝数据此,穿过导线截面的感应电量为:
楞次定律:闭合回路中感应电流的方向总是使其所激发的磁场来阻止或者补偿引起感应电流的磁通量变化
动生电动势:动生电动势使由于导体或者导体回路在恒定磁场中运动而产生的电动势
动生电动势公式:
感生电动势由于磁场发生变化而激发的电动势
麦克斯韦假设:变化的磁场在其周围空间会激发一种涡旋状的电场,称为涡旋电场或感生电场
自感现象回路自身电流、回路的形状、或回路周围的磁介质发生变化时,穿过该回路自身的磁通量随之变化,从而在回路中产生感应电动势的现象
其中L为自感系数\(\psi=N\phi_m\),单位为亨利,则自感电动势为:
若只有电流大小发生了改变,则$$\varepsilon_L=-L\frac{dI}{dt}$$L总是阻碍电流的变化
互感现象因两个载流线圈中电流变化而在对方线圈中激起感应电动势的现象称为互感应现象
其中M为互感系数,据实验\(M_{21}=M_{12}\)
其中k即为耦合系数在一般情况下,由于漏磁等现象,k<1
在一仅有电阻与电感的电路中,电流的随时间变化有如下公式$$i=\frac{\varepsilon}{R}(1-e^{-\frac{R}{L}t})$$在完成充电之后,电感拥有能量
两个相邻的线圈分别与电源相连,在通电过程中,两线圈的磁能为:
由螺线管特例\(W=\frac{1}{2}BHV\)可以推出
此即是位移电流,其电流密度为
全电流定律:通过某一截面的全电流是通过这一截面的传导电流、运流电流和位移电流的代数和
自由空间的麦克斯韦方程
介质的物质方程
其中\(\sigma\)为电导率
据麦克斯韦理论:
这样,电场与磁场可以互相激发,以波的形式在空间中传播
据\(w_e=\frac{1}{2}\varepsilon E^2,w_m=\frac{1}{2}\mu H^2\)得到电磁场的能量密度为$$w=\varepsilon E^2=\mu E^2$$