三、互感與自感
互感與自感現(xiàn)象的產(chǎn)生(識(shí)記):由于閉合導(dǎo)體回路中電流的變化引起其激發(fā)的磁場(chǎng)變化而導(dǎo)致附近另一閉合導(dǎo)體回路中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象就是互感。看起來(lái)就象是一個(gè)電流變化的導(dǎo)體回路引起了另一個(gè)回路中產(chǎn)生電流。實(shí)際上是通過(guò)電磁感應(yīng)引起的。
互感系數(shù)在數(shù)值上等于一個(gè)回路中的電流為1安(A)時(shí),在另一個(gè)回路中的全磁通。它與電流無(wú)關(guān)。但與兩個(gè)回路的幾何形狀、大小、匝數(shù)、相對(duì)位置以及周?chē)沤橘|(zhì)的性質(zhì)決定。如果周?chē)鷽](méi)有鐵磁質(zhì),則
M=y1/I2=y2/I1
同樣,當(dāng)一個(gè)載流回路中電流變化時(shí),它所激發(fā)的磁場(chǎng)通過(guò)回路本身所圍面積的磁通量(或磁鏈)也在變化,這個(gè)變化的磁通量在本身的回路也會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流。這種現(xiàn)象就是自感。相應(yīng)的,自感也有自感系數(shù)。
L=y/I
互感和自感系數(shù)的單位是H(亨利)或Ω。s(歐秒)。
簡(jiǎn)單的互感和自感系數(shù)的計(jì)算大約只要學(xué)會(huì)課本上的例子也就夠了。記一下螺線管的自感系數(shù)。
四、磁場(chǎng)的能量(簡(jiǎn)單應(yīng)用)
磁場(chǎng)是可存儲(chǔ)能量的,簡(jiǎn)單情形下,具有自感系數(shù)為L(zhǎng)的線圈通有電流I時(shí)所儲(chǔ)存的磁能就是:
Wm=LI2/2
磁場(chǎng)的磁能密度為:wm=mH2/2
五、麥克斯韋電磁場(chǎng)理論簡(jiǎn)介
位移電流是由電場(chǎng)變化引起等效電流。它與傳導(dǎo)電流在產(chǎn)生磁場(chǎng)這一點(diǎn)上是等效的。但二者有很大差別。一是傳導(dǎo)電流是由電荷的定向運(yùn)動(dòng)引起的,而位移電流是由電場(chǎng)的變化引起的;二是傳導(dǎo)電流只能在導(dǎo)體中流動(dòng)。而位移電流無(wú)論在導(dǎo)體中、電介質(zhì)中還是真空中,只要有電場(chǎng)變化都會(huì)有相應(yīng)的位移電流出現(xiàn);三是傳導(dǎo)電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)放出焦耳熱,而位移電流在真空、電介質(zhì)或?qū)w中都沒(méi)有焦耳熱產(chǎn)生?偨Y(jié)之:一是什么原因引發(fā)、二是傳導(dǎo)介質(zhì)種類(lèi)、三是流過(guò)有無(wú)放熱。
麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的基本思想是:隨時(shí)間變化的磁場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生感生電場(chǎng),而隨時(shí)間變化的電場(chǎng)又會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)。電磁場(chǎng)具有能量、動(dòng)量和質(zhì)量,電磁場(chǎng)是客觀存在的物質(zhì)形式。電磁場(chǎng)可以疊加在同一空間里。
麥克斯韋方程組的積分形式有四個(gè):
(1)電場(chǎng)的高斯定理
(2)法拉第電磁感應(yīng)定律
(3)磁場(chǎng)的高斯定理
(4)全電流的安培環(huán)路定理
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