第10章 电磁感应.docx
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第10章电磁感应
第10章电磁感应
本章要点:
1.电磁感应定律及楞次定律
2.动生电动势和感生电动势
*3.自感与互感
*4.磁场的能量
前面分别讨论了静电场和稳恒磁场的基本属性,以及它们和物质相互作用的基本规律。
随着生产发展的需要,人们深入地研究了电磁现象的本质,从而对电磁场的认识有了一个飞跃。
由实验发现,不但电荷产生电场,电流产生磁场,而且变化着的电场和磁场可以相互产生,所以电场和磁场是一个统一的整体——电磁场。
杰出的英国物理学家法拉第于1831年发现了电磁感应现象,被誉为电磁理论的奠基人。
他的丰硕的实验研究成果以及他的新颖的“场”的观念和力线思想,为电磁现象的统一理论准备了条件。
1862年,英国的麦克斯韦完成了这个统一任务,建立了电磁场的普遍方程组,称为麦克斯韦方程组,并预言电磁场以波动形式运动,称为电磁波。
它的传播速度与真空中的光速相同,表明光也是电磁波。
这个预言于1888年由德国的赫兹通过实验所证实,从而实现了电、磁、光的统一,并开辟了一个全新的战略领域——电磁波的应用和研究。
1895年俄国的波波夫和意大利的马可尼分别实现了无线电讯号的传输……本章首先讨论电磁感应现象,引出涡旋电场,从而得到随时间变化的磁场产生电场的基本规律;然后研究非稳恒条件下电流连续性方程,引出位移电流,说明随时间变化的电场产生磁场,从而得出在普遍情况下安培环路定理的推广形式;最后总结出电磁场运动的普遍规律——麦克斯韦方程。
8.1电磁感应
8.1.1电磁感应现象
自从发现了电流产生磁场的现象以后,人们提出一个问题:
电流既然能够产生磁场,那么,能不能利用磁场来产生电流呢?
下面先通过几个实验说明什么是电磁感应现象,以及产生电磁感应现象的条件。
1.取一线圈A,把它的两端和一电流计G连成一闭合回路图8-1(a),这时电流计的指针并不发生偏转,这是因为在电路里没有电动势。
再取一磁铁,先使其与线圈相对静止,电流计也不发生偏转。
但若使两者发生相对运动,电流计的指针则发生偏转。
当相对运动的方向改变时电流计指针偏转的方向也发生变化。
同时,相对运动速度越大,指针偏转越大。
2.前面讲过,电流要激发磁场,一个载流螺线管相当于一根磁棒。
因此,如果我们取一个载流螺线管B代替图8-1实验中的磁棒,则当载流螺线管和线圈回路之间有相对运动时,发现电流计的指针也会发生偏转,说明闭合线圈回路中亦有电流图8-1(b)。
如果在线圈B中加进一个铁芯,则电流计指针的偏转更大。
3.将通电螺线管放入线圈中,调节可变电阻器的阻值R,观察连接在线圈回路中的电流计指针图8-1(c),实验发现:
当R不变化时电流计指针不动,这表明线圈回路中没有电流;当R变化时,螺线管中的电流强度改变,电流计的指针发生偏转,这表示线圈回路中有电流。
当R变化使螺线管中的电流强度增强时,电流计的指针向一侧偏转,而当螺线管中的电流强度减弱时,电流计的指针向另一侧偏转,并且,螺线管中的电流改变得越快,这时电流计指针的偏转角也越大,显示出线圈回路中的电流强度也越大。
4.在图8-1(d)所示的均匀磁场中,电流计与一个Π形导线框相连,Π形导线框上放有一个可以垂直于磁场B方向运动的导体棒,导体棒与Π形导线框保持良好接触。
(a)(b)(c)(d)
图8-1
实验发现:
当导体棒以一定速度向右或左移动(即改变导体回路面积)时,这时,回路中就有电流。
虽然,回路内各点的磁感强度B不改变,但穿过回路的磁通量却在增加或减少。
当磁通量增加时,电流计指针向一个方向偏转;磁通量减少时,电流计指针向另一个方向偏转。
进一步的实验还可以发现,导体棒在磁场中运动得越快,磁通量改变(增加或减小)越快,电流计指针偏转越大,表明回路中的电流也越大;反之,则越小。
上面四个实验都是利用磁场产生电流,那么产生电流的条件是什么呢?
如果分别考察每个实验,似乎可有若干不同的说法。
如果综合分析上述各实验,尽管情况各不相同,但有一点却是共同的,即不论是B、S或θ改变,它们都要使穿过闭合回路的磁通量发生变化。
那么利用磁场产生电流的共同条件可概括为:
穿过闭合回路所包围面积的磁通量发生变化。
对实验1和2,是由于闭合回路与磁铁间的相对运动时,使回路包围面积中磁感强度B发生变化而导致穿过闭合回路所包围面积的磁通量发生变化;对于实验3,是由于磁场中各点磁感强度的变化而导致穿过闭合回路所包围面积的磁通量发生变化;对实验4,则由于闭合回路所包围面积的变化而导致穿过闭合回路所包围面积的磁通量发生变化。
因而有如下结论:
当通过一个闭合回路所包围面积的磁通量发生变化(增加或减少)时,不管这种变化是由于什么原因所引起的,回路中就有电流产生。
这种现象叫电磁感应现象。
在回路中所产生的电流叫做感应电流。
在磁通量增加和减少的两种情况下,回路中感应电流的流向相反。
感应电流的大小则取决于穿过回路中的磁通量变化快慢。
变化越快,感应电流越大;反之,就越小。
回路中产生电流,表明回路中有电动势存在。
这种在回路中由于磁通量的变化而引起的电动势,叫做感应电动势。
8.1.2电磁感应定律
现在我们对上节中由实验所得到的结论,作进一步的分析,以便了解电磁感应的基本规律。
法拉第对电磁感应现象作了详细分析,总结出感应电动势与磁通量变化率之间的关系,这个关系就是法拉第电磁感应定律,它的内容是:
不论任何原因,当穿过闭合导体回路所包围面积的磁通量
m发生变化时,在回路中都会出现感应电动势εi,而且感应电动势的大小总是与磁通量对时间t的变化率
成正比。
用数学公式可表示为εi=k
式中,k是比例系数,在国际单位制中,εi的单位是伏特,Фm的单位是韦伯,t的单位是秒,则有k=1。
如果再考虑到电动势的“方向”,就得到法拉第电磁感应定律的完整表示形式,即:
εi=-
(8-1)
应当指出,式(8-1)是针对单匝回路而言的。
如果回路是由N匝密绕线圈组成的,而穿过每匝线圈的磁通量都等于
,那么通过N匝密绕线圈的磁通量则为
=NФm。
我们常把
称为磁通链。
若导体回路是闭合的,感应电动势就会在回路中产生感应电流;若导线回路不是闭合的,回路中仍然有感应电动势,但是不会形成电流。
如果闭合回路的电阻为R,则回路中的感应电流为
(8-2)
利用上式以及
,可计算出由于电磁感应的缘故,在时间间隔
内通过回路的电量。
设在时刻t1穿过回路所围面积的磁通量为Фm1,在时刻t2穿过回路所围面积的磁通量为Фm2。
于是,在
时间内,通过回路的电量为
(8-3)
比较式(8-2)和式(8-3)可以看出,感应电流与回路中磁通量随时间的变化率有关,变化率越大,感应电流越强;但回路中的感应电量则只与磁通量的变化量有关,而与磁通量的变化率(即变化的快慢)无关。
在计算感应电量时,式(8-3)取绝对值。
8.1.3楞次定律
现在来说明式(8-1)中负号的物理意义。
(a)(b)
图8-2楞次定律确定回路中感应电流的方向
1833年楞次提出一种直接判定感生电流方向的方法:
感应电流的方向总是要使感应电流所产生的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
这就是楞次定律。
具体步骤是:
首先要判明通过闭合回路的原磁场B的方向,其次确定通过闭合回路的磁通量是增加还是减少,再者按照楞次定律来确定感应电流所激发的磁场B′的方向(磁通量增加时B′与B反向,磁通量减少时B′与B同向),最后根据右手螺旋法则从感应电流产生的磁场B′方向来确定回路中感应电流的方向。
在上述实验(a)中,当磁铁棒以N极插向线圈或线圈向磁棒的N极运动时,通过线圈的磁通量增加,感应电流所激发的磁场方向则要使通过线圈面积的磁通量反抗线圈内磁通量的增加,所以线圈中感应电流所产生的磁感应线的方向与磁棒的磁感应线的方向相反[图8-2(a)]。
再根据右手螺旋法则,可确定线圈中的感应电流为逆时针方向。
当磁铁棒的N极拉离线圈或线圈背离磁棒的N极运动时,通过线圈的磁通量减少,感应电流所激发的磁场则要使通过线圈面积的磁通量去补偿线圈内磁通量的减少,因而,它所产生的磁感应线的方向与磁棒的磁感应线的方向相同[图8-2(b)],则线圈中的感应电流方向与(a)的相反,为顺时针。
其他几个实验也可以用同样的分析方法来确定感应电流的方向,读者可自行分析。
现介绍用法拉第电磁感应定律的表达式(8-1)中的负号来判定感应电动势的方向,我们规定:
先选定回路的绕行正方向,再用右手螺旋法则确定此回路所围面积的正法线n的方向如图8-3所示;然后确定通过回路面积的磁通量Фm的正负:
凡穿过回路面积的B的方向与正法线方向相同者为正,相反者为负;最后再考虑Фm的变化,从式(8-1)来看,感应电动势εi的正、负只由
决定。
若
>0,εi为负值。
即εi的方向与规定的绕行正方向相反。
若
<0,则εi为正值,即εi方向与绕行正方向相同。
图8-3(a)中,因B与n—致,故Фm>0;且知磁通量随时间增加,即
>0,故依上面的规定,εi为负值。
即感应电动势εi方向与绕行正方向相反。
图8-3(b)中,因B与n—致,故Фm>0;但磁通量随时间而减小,即
<0,这时εi应是正值。
即εi方向与绕行正方向相同。
图8-3(c)中,因B与n相反,故Фm<0;当磁通量随时间增加时,相对正法线方向则是减少,因此,
<0,这样εi是正值。
即感应电动势εi方向与绕行正方向相同。
图8-3(d)中,因B与n相反,故Фm<0;当磁通量随时间减少时,即相当于沿正法线n方向增加,因此,
>0,很易确定感应电动势εi方向与绕行正方向相反。
用这种方法确定感应电动势的方向和用楞次定律确定的方向完全一致,但在实际问题中用楞次定律来确定感应电动势的方向比较简便。
楞次定律是符合能量守恒定律的。
这里以在匀强磁场中导线框上活动的导线在磁场中运动时的能量转换来说明。
活动导线移动时受到的磁场力总是反抗导线运动的。
也就是说,要使导线移动,就需要外力作功,这样就使其它形式的能量(如机械能)转化为感应电流通过回路时的电能。
而由式(8-1)中负号决定的感应电动势方向和楞次定律所确定的方向一致,这就恰恰说明了法拉第电磁感应定律式(8-1)中的负号所表明的感应电动势的方向与能量守恒定律有着内在的联系。
例8-1在时间间隔(0,t0)中,长直导线通以I=kt的变化电流,方向向上,式中I为瞬时电流,k是常量,
0。
在此导线近旁平行地放一长方形线圈,长为b,宽为a,线圈的一边与导线相距为d,设磁导率为
的磁介质充满整个空间,求任一时刻线圈中的感应电动势。
图8-4
解如图8-4所示,长直导线中的电流随时间变化时,在它
的周围空间里产生随时间变化的磁场,穿过线圈的磁通量也随时
间变化。
所以在线圈中就产生感应电动势。
先求出某一时刻穿过线圈的磁通量。
在该时刻距直导线为
r处的磁感强度B的大小为
。
在线圈所在范围内,B的
方向都垂直于图面向里,但它的大小各处一般不相同。
将矩形面积划分成无限多与直导线平行的细长条面积元dS=bdr,设其中某一面积元(图中斜线部分)dS与CD相距r,dS上各点B的大小视为相等。
取dS的方向(也就是矩形面积的法线方向)也垂直纸面向里,则穿过面积元dS的磁通量为
在给定时刻(t为定值),通过线圈所包围面积(S)的磁通量为
它随t而增加,所以线圈中的感应电动势大小为
根据楞次定律可知,为了反抗穿过线圈所包围面积、垂直图面向里的磁通量的增加,线圈中εi的绕行方向是逆时针的。
例8-2在磁感强度为B的均匀磁场中,有一平面线圈,由N匝导线绕成。
线圈以角速度
绕图8-5所示oo′轴转动,oo′⊥B,设开始时线圈平面的法线n与B矢量平行,求线圈中的感应电动势。
解因t=0时,线圈平面的法线n与B矢量平行,所以任一时刻线圈平面的法线n与B矢量的夹角为
。
因此任一时刻穿过该线圈的磁通链
图8-5
根据电磁感应定律,这时线圈中的感应电动势为
式中N、B、S和
都是常量,令
εm,叫做电动势
振幅,则εi=εm
。
如果回路电阻为R,则电路中的电流为
式中
叫做电流振幅。
由此可见在均匀磁场中作匀速转动的线圈能产生交流电。
以上就是交流发电机的基本原理。
8.2动生电动势和感生电动势
上面已指出,不论什么原因,只要穿过回路所包围面积的磁通量发生变化,回路中就要产生感应电动势。
而使回路中磁通量发生变化的方式通常有下述两种情况:
一种是磁场不随时间变化,而回路中的某部分导体运动,使回路面积发生变化导致磁通量变化,使在运动导体中产生感应电动势,这种感应电动势叫动生电动势;另一种是导体回路、面积不变,由于空间磁场随时间改变,导致回路中产生感应电动势,这种感应电动势叫做感生电动势。
下面分别讨论这两种电动势。
8.2.1动生电动势
图8-6动生电动势
如图8-6所示,在平面回路abcda中,长为L的导线ab可沿da、cb滑动。
滑动时保持ab与dc平行。
设在磁感强度为B的均匀磁场中,导线ab以速度v沿图示方向运动,并且
L,v和B三者相互垂直。
导线ab在图示位置时,通过闭合
回路abcda所包围面积S的磁通量为
式中x为cb长度,当ab在运动时,x对时间的变化率
,
所以动生电动势的量值为
(8-4)
这里,磁通量的增量也就是导线所切割的磁感应线数。
所以动生电动势的量值等于单位时间内导体所切割的磁感应线的条数。
很容易确定动生电动势的方向为由b指向a。
当导线ab沿图示方向运动时,穿过回路的磁通量不断增加,根据楞次定律,感应电流产生的磁场要阻碍回路内磁通量的增加,因此导线ab上的动生电动势的方向是从b到a的方向,又因除ab外,回路其余部分均不动,感应电动势必集中于ab一段内,因此,ab可视为整个回路的“电源”,可见a点的电势高于b点。
从微观上看,当ab以v向右运动时,ab上的自由电子被带着以同一速度向右运动,因而每个自由电子都受到洛仑兹力f的作用,即
如果把f看成是非静电场的作用,则这个非静电场的强度应为
根据电动势的定义,ab中产生的动生电动势就是这种非静电力场作用的结果。
因此
(8-5)
这就是动生电动势的一般表达式。
它表明,动生电动势是由洛仑兹力引起的。
也就是说,洛仑滋力是产生动生电动势的非静电力。
式中,εi的方向就是v×B的矢积方向,即,若εi>0,εi的方向为由b指向a;反之,εi<0时,εi则为由a指向b。
因为v⊥B,而且单位正电荷受力的方向就是v×B的矢积方向,并与dl方向一致,于是有
这是从微观上分析动生电动势产生的原因所得的结果,显然它与通过回路磁通量变化计算的结果式(8-4)是—致的。
因此,式(8-5)是计算动生电动势的普遍式。
图8-7
例8-3如图8-7所示,一金属棒OA长L=50cm,在大小为B=0.50×10-4Wb·m-2、方向垂直纸面向内的均匀磁场中,以一端O为轴心作逆时针的匀速转动,转速ω为2rad·s-1。
求此金属棒的动生电动势;并问哪一端电势高?
解如图所示,因为OA棒上各点的速度不同,在棒
上距轴心O为r处取线元dr(dr方向由O指向A),其速
度大小为v=rω,方向垂直于OA,也垂直于磁场B,按
题意,v⊥B,θ=90°;沿着这个指向,在金属棒上按右
手螺旋法则,矢量v×B与dr方向相反,即θ=π。
于是,
按动生电动势公式(8-5),得该小段在磁场中运动时所产
生的动生电动势dεi为
dεi的方向与矢积v×B的方向相同,即从A指向O。
对长度为L的金属棒来说,可以分成许多小段,各小段均有dεi,而且方向都相同。
对整个金属棒,可以看作是各小段的串联。
其总电动势等于各小段动生电动势的代数和。
于是有
代入题设数据,得动生电动势的大小为
εi的方向为由A指向O,故O端电势高。
下面再用法拉第电磁感应定律求解:
可以这样理解此题:
当棒转过dθ角时,它所扫过的面积为dS=L2dθ/2,通过这面积的磁感线显然都被此棒所切割,如棒转过dθ角所需时间为dt,则棒在单位时间内所切割的磁感线数目,即为所求的金属棒中的动生电动势大小。
因此,由于金属棒是在均匀磁场中转动,则dt时间内扫过面积的磁通量为
,则
这与前一解法所得的结果一致。
8.2.2感生电动势
一个闭合回路固定在变化的磁场中,则穿过闭合回路的磁通量就要发生变化。
根据法拉第电磁感应定律,闭合回路中要出现感应电动势。
因而在闭合回路中,必定存在一种非静电性电场。
麦克斯韦对这种情况的电磁感应现象作出如下假设:
任何变化的磁场在它周围空间里都要产生一种非静电性的电场,叫做感生电场,感生电场的场强用符号Ek表示。
感生电场与静电场有相同处也有不同处。
它们相同处就是对场中的电荷都施以力的作用。
而不同处是:
(1)激发的原因不同,静电场是由静电荷激发的,而感生电场则是由变化磁场所激发;
(2)静电场的电场线起源于正电荷,终止于负电荷,静电场是势场,而感生电场的电场线则是闭合的,其方向与变化磁场(
)的关系满足左旋法则,因此感生电场不是势场而是涡旋场。
正是由于涡旋电场的存在,才在闭合回路中产生感生电动势,其大小等于把单位正电荷沿任意闭合回路移动一周时,感生电场Ek所作的功,表示为
(8-6)
应当指出:
法拉第建立的电磁感应定律,即式(8-1),只适用于由导体构成的回路,而根据麦克斯韦关于感生电场的假设,则电磁感应定律有更深刻的意义,即不管有无导体构成闭合回路,也不管回路是在真空中还是在介质中,式(8-6)都是适用的。
也就是说在变化的磁场周围空间里,到处充满感生电场,感生电场Ek的环流满足式(8-6)。
如果有闭合的导体回路放入该感生电场中,感生电场就迫使导体中自由电荷作宏观运动,从而显示出感生电流;如果导体回路不存在,只不过没有感生电流而已,但感生电场还是存在的。
从式(8-6)还可看出:
感生电场Ek的环流一般不为零,所以感生电场是涡旋场(又叫涡旋电场)。
该式的另一意义是:
感生电场使单位正电荷沿闭合路径移动一周所作的功一般不为零,所以感生电场是非保守力场。
关于感生电场的假设.已被近代科学实验所证实。
例如电子感应加速器就是利用变化磁场所产生的感生电场来加速电子的。
例8-4在半径为R的载流长直螺线管内,设磁感强度为B的均匀磁场,以恒定的变化率
随时间增加。
试问在螺线管内、外的感生电场强度如何分布?
解由于磁场的分布对圆柱的轴线对称,因而当磁场变化时所产生的感生电场的电场线也应对轴线对称,又因为这种电场线必须是闭合曲线,所以感生电场的电场线在管内外都是圆心在轴线上,且在与轴线垂直的平面内的同轴圆,Ek处处与圆线相切[图8-8(a)];此外,与轴线距离相等处,感生电场Ek的大小应相等。
因此要计算某点感生电场Ek的大小,只要任取通过该点的一条电场线作为积分路径,则由式(8-6)可求得离轴线为r处的感生电场Ek的大小。
在
处,Ek的环流为
穿过该闭合路径所包围面积的磁通量为
把上面两式代入式(8-6),对于给定的r值,
有
所以
式中“一”号表示Ek的绕行方向与
的方向组成左螺旋关系。
图(a)所示的Ek的方向即逆时针方向,相应于当
>0时的情况。
当
<0时,则Ek的指向与图(a)所示方向相反。
在r>R处,由于在圆柱外的磁感强度处处为零,所以穿过闭合路径的磁通量就等于穿过圆柱横截面的磁通量。
即
根据式(8-6),有
所以
当
>0时,感生电场Ek的绕行方向仍是逆时针方向。
图8-8(b)画出了感生电场的大小Ek与轴线到观测者的距离r的变化曲线。
以上只讨论了某一回路中产生的动生电动势和感生电动势。
事实上,当大块导体在磁场中运动或处于变化磁场中时,在大块导体中也要产生动生电动势或感生电动势,因而要产生涡旋状感应电流,叫做涡电流,简称涡流。
在变化的磁场中,大块导体中的涡流与磁场的变化频率有关,频率越高,涡流越大。
由于大块导体的电阻一般都很小,所以涡电流通常是很强大的,从而产生剧烈的热效应。
涡流热效应具有广泛的应用,例如利用这一效应所制成的感应电炉可以用于真空冶炼等。
反之,在某些情况下,涡电流的热效应是有害的,例如在电机中为尽量减少涡电流的损耗,常采用彼此绝缘的硅钢片迭成一定形状,用来代替整块铁芯。
*8.3自感与互感
感生电动势也发生在电感器中,这种器件和电阻器、电容器一样,都是交流电路中的常见器件。
下面介绍这种器件所发生的电磁感应现象和其特征量。
8.3.1自感
1.自感现象
从前面学习我们已经知道,若通过一个线圈回路的磁通量发生变化时,就会在线圈回路中产生感应电动势,而不管其磁通量改变是由什么原因引起的。
我们知道,当回路通有电流时,就有这一电流所产生的磁通量通过这回路本身。
当回路中的电流、或回路的形状、或回路周围的磁介质发生变化时,通过自身回路的磁通量也将发生变化,从而在自己回路中也将产生感应电动势,这种由于回路中的电流产生的磁通量发生变化,而在自己回路中激起感应电动势的现象,称为自感现象,这样产生的感应电动势,称为自感电动势,通常可用εL来表示。
设闭合回路中的电流强度为i,根据毕奥-萨伐尔定律,空间任意一点的磁感强度B的大小都和回路中的电流强度i成正比。
当通有电流的回路是一个密绕线圈,或是一个环形螺线管,或是一个边缘效应可忽略的直螺线管,在这些情况下,由回路电流i产生的穿过每匝线圈的磁通量
都可看作是相等的,因而穿过N匝线圈的磁通链
与线圈中的电流强度i成正比,即
=Li(8-7)
式中的比例系数L叫做回路的自感系数,简称自感。
在国际单位制中,自感系数L的单位为亨利,简称亨,用H表示。
当线圈中的电流为1安培时,如果穿过线圈的磁通链为1韦伯,则该线圈的自感系数为1亨利。
实际应用时由于亨利单位太大,故常用的是毫亨(mH)、微亨(μH)。
自感系数的值一般采用实验的方法来测定,对于一些简单的情况也可根据毕奥一萨伐尔定律和公式进行计算。
实验表明,自感系数是由线圈回路的几何形状、大小、匝数及线圈内介质的磁导率决定,而与回路中的电流无关。
当线圈中有铁芯时,则L还受线圈中电流强度大小的影响。
例8-5求长直螺线管的自感系数
解设长直螺线管的长度为L,横截面积为S,总匝数为N,充满磁导率为μ的磁介质,且μ为恒量。
当通有电流i时,螺线管内的磁感强度为
式中,μ为充满螺线管内磁介质的磁导率。
则通过螺线管中每一匝的磁通量为
通过N匝螺线管的磁链为
根据自感的定义式(8-7),可得螺线管的自感系数为
设
为螺线管上单位长度的匝数,SL=V为螺线管的体积,则上式还可写为
2.自感电动势
当线圈中的电流发生变化时,则通过线圈的磁通链数也发生改变,将在线圈中激起自感电动势,根据法拉第电磁感应定律,回路中所产生的自感电动势为
在L为常数时,
,则
(8-8)
上式表明,当电流变化率相同时,自感系数L越大的回路,其自感电动势也越大。
式中,负号是楞次定律的数学表示,它指出自感电动势的方向总是反抗回路中电流的改变。
亦即,当电流增加时,自感电动势与原来电流的流向相反;当电流减小时,自感电动势与原来电流的流向相同。
由此可见,任何回路中只要有电流的改变,就必将在回路中产生自感电动势,以反抗回路中电流的改变。
显然,回路的自感系数愈大,自感的作用也愈大,则改变该回路中的电流也愈不易。
换句话说,回路的自感有使回路保持原有电流不变的性质,这一特性和力学中物体的惯性相仿。
因而,自感系数可认为是描述回路“电磁惯性”的一个物理量。
所以,自感系数表征
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- 第10章 电磁感应 10