電器理論基礎(chǔ)(17)法拉第定律


高中物理上這張圖大家都不陌生,簡單講就是導(dǎo)體切割磁力線或者磁場強(qiáng)度變化后產(chǎn)生電流。速度越快電流越大。接著套用公式


有別于高斯靜磁理論這個地方不是閉合曲面勺疼,因為通過一個曲面的磁通量有變化才會產(chǎn)生電流,如果是閉合曲面捏鱼,磁通量恒為0执庐,那就沒法拉第什么事了。

速度越快電流越大也就是磁通變化的快慢如何表示导梆?直接上積分轨淌,就不贅述了


這樣磁生電這個過程中磁的部分就說完了。

接下來講電——電場的環(huán)流

一個曲面的磁通量發(fā)生了改變看尼,就會在在曲面的邊界感應(yīng)出一個電場递鹉,這個電場是環(huán)繞著磁感線的,就像是磁感線的腰部套了一個呼啦圈藏斩。而且躏结,你這個磁通量是增大還是減小,決定了這個電場是順時針環(huán)繞還是逆時針環(huán)繞灾茁,如下圖:



如果我們從上往下看的話窜觉,這個成閉環(huán)的感生電場就是如下圖所示:它在這個閉環(huán)每點(diǎn)的方向都不一樣,這樣就剛好可以沿著回路驅(qū)動帶電粒子北专,好像是電場在推著帶電粒子在這里環(huán)里流動一樣。


這里旬陡,我們就要引入一個新的概念:電場環(huán)流拓颓,電場的環(huán)流就是電場沿著閉合路徑的線積分。這里有兩個關(guān)鍵詞:閉合路徑和線積分描孟。

電場的線積分是什么意思呢驶睦?因為我們發(fā)現(xiàn)這個感生電場是一個環(huán)狀電場,它在每一個點(diǎn)的方向都不一樣匿醒。但是场航,我們依然可以發(fā)動微積分的思想:這個電場在大范圍內(nèi)(比如上面的整個圓環(huán))方向是不一樣的,但是廉羔,如果在圓環(huán)里取一個非常小的段dl溉痢,電場E就可以看做是一個恒定的了,這時候E·dl就是有意義的了。然后把這個環(huán)上所有部分的E·dl都累加起來孩饼,也就是沿著這個圓環(huán)逐段把E·dl累加起來髓削,這就是對電場求線積分。而這個線積分就是電場環(huán)流镀娶,用符號表示就是這樣:


積分符號下面的C表示這是針對曲線進(jìn)行積分

電場環(huán)流的物理意義就是我們常說的電動勢立膛,也就是電場對沿著這條路徑移動的單位電荷所做的功,所以法拉第定律最后表述就是這樣:

曲面的磁通量變化率等于感生電場的環(huán)流梯码。用公式表述就是這樣:


增加的負(fù)號表示為了維持一個系統(tǒng)的穩(wěn)定宝泵,你原來的磁通量是增加的,我感生電場產(chǎn)生的磁通量就必然要讓原來的磁通量減小轩娶,反之亦然

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