精選百科
本文由作者推薦
電磁感應
1831年法拉第發(fā)現的物理現象
電磁感應
電磁感應（Electromagnetic induction）又稱(chēng)磁電感應現象，是指閉合電路的一部分導體在磁場(chǎng)中作切割磁感線(xiàn)運動(dòng)，導體中就會(huì )產(chǎn)生電流的現象。這種利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現象叫做電磁感應現象，產(chǎn)生的電流叫做感應電流。
基本信息
中文名
電磁感應
英文名
Electromagnetic induction
提出時(shí)間
1831年
相關(guān)人物
邁克爾.法拉第
相關(guān)著(zhù)作
法拉第電磁感應定律
研究對象
磁生電現象
運用領(lǐng)域
電磁學(xué)
起源地
1831年，英國物理學(xué)家邁克爾.法拉第（Michael Faraday）獲悉亨利（Joseph Henry）在紐約奧爾巴尼（Albany）做的實(shí)驗。在這個(gè)實(shí)驗中，亨利使用了電磁力非常強的電磁鐵。法拉第立即有了觀(guān)測力線(xiàn)使電磁材料產(chǎn)生應變的想法，最終經(jīng)過(guò)不懈努力證明了“磁生電”現象。
電磁感應現象的發(fā)現，是電磁學(xué)領(lǐng)域中最偉大的成就之一。它不僅揭示了電與磁之間的內在聯(lián)系，而且為電與磁之間的相互轉化奠定了實(shí)驗基礎。電磁感應有許多應用，包括變壓器、電磁爐、無(wú)線(xiàn)充電器，以及電動(dòng)機和發(fā)電機等設備都是基于電磁感應原理設計而來(lái)的。
發(fā)現歷史
1820年，丹麥物理學(xué)家漢斯·克海斯提安·奧斯特(丹麥語(yǔ):Hans Christian ?rsted）發(fā)現電與磁之間的聯(lián)系，并引來(lái)一系列相關(guān)的科學(xué)活動(dòng)。科學(xué)期刊收到了許多描述電磁效應和試圖解釋它們的有關(guān)文章，哲學(xué)雜志的編輯請法拉第進(jìn)行評審。面對這樣大規模的實(shí)驗現象和推斷，法拉第開(kāi)始系統地研究電磁現象。
1831年，法拉第獲悉亨利（Joseph Henry）在紐約奧爾巴尼（Albany）做的實(shí)驗。在這個(gè)實(shí)驗中，亨利使用了電磁力非常強的電磁鐵。法拉第立即有了觀(guān)測力線(xiàn)使電磁材料產(chǎn)生應變的想法。他把絕緣導線(xiàn)纏繞在粗鐵環(huán)上，從而能在鐵環(huán)內產(chǎn)生強磁場(chǎng)。應變效應能用另一個(gè)纏繞在環(huán)上的線(xiàn)圈探測到，這個(gè)繞組與一個(gè)電流計連接以測量產(chǎn)生的電流。1831年10月17日，他進(jìn)行了一個(gè)新的實(shí)驗：向一個(gè)連接有電流計的長(cháng)線(xiàn)圈（或螺線(xiàn)管）移動(dòng)圓柱形磁鐵時(shí)，在線(xiàn)圈中產(chǎn)生了電流。然后，1831年10月28日，他在倫敦皇家學(xué)會(huì )做了一個(gè)著(zhù)名的實(shí)驗，證明在社會(huì )上購買(mǎi)的“大馬蹄形磁鐵”的磁極之間旋轉一個(gè)銅圓盤(pán)時(shí)，可以產(chǎn)生持續電流。銅圓盤(pán)的軸和邊緣與電流計滑動(dòng)接觸，銅圓盤(pán)旋轉時(shí)，指針偏轉。1831年11月4日，法拉第發(fā)現在磁鐵兩極之間簡(jiǎn)單移動(dòng)銅導線(xiàn)時(shí)可以產(chǎn)生電流。這樣，在4個(gè)月內，他發(fā)明了變壓器與發(fā)電機變壓器與發(fā)電機。
1834年，楞次（Heinrich Friedrich Emil Lenz）宣布澄清了電路中感應電動(dòng)勢的方向問(wèn)題：在電路中，電動(dòng)勢的方向反抗磁通量的變化（楞次定律）。
1864年，麥克斯韋推斷出光確實(shí)是一種電磁輻射。將法拉第的思想和發(fā)現放入數學(xué)表達式中，推導出在真空中傳播的任何電磁波都以光速行進(jìn)，反向驗證了法拉第電磁感應定律的準確性。
相關(guān)理論
法拉第電磁感應定律
法拉第電磁感應定律:因磁通量變化產(chǎn)生感應電動(dòng)勢的現象，閉合電路的一部分導體在磁場(chǎng)里做切割磁感線(xiàn)的運動(dòng)時(shí)，導體中就會(huì )產(chǎn)生電流,這種現象叫電磁感應現象。由于這個(gè)現象是法拉第發(fā)現的，被稱(chēng)為法拉第電磁感應定律，計算公式為：
當磁通量增加時(shí)，
式中n為線(xiàn)圈匝數，
楞次定律
楞次定律定義：感應電流具有這樣的方向，即感應電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化。
楞次定律的本質(zhì):楞次定律中的“阻礙”作用，正是能量轉化和守恒定律的反映，在克服這種阻礙的過(guò)程中，其他形式的能量轉化為電能。
能量守恒本質(zhì)上看，楞次定律可廣義地表述為：感應電流的“效果”總是要反抗(或阻礙)引起感應電流。
右手定則
伸開(kāi)右手，使拇指跟其余四個(gè)手指垂直，并且都與手掌在同一個(gè)平面內，讓磁感線(xiàn)從掌心進(jìn)入,并使拇指指向導線(xiàn)運動(dòng)的方向，這時(shí)四指所指的方向就是感應電流的方向。
適用于閉合電路部分導體切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生感應電流的情況。
麥克斯韋-法拉第方程
麥克斯韋-法拉第方程（Maxwell-Faraday Equation）是電磁學(xué)中的一組方程之一，描述了電磁感應現象，它是由蘇格蘭物理學(xué)家詹姆斯·麥克斯韋（James Clerk Maxwell）和英國物理學(xué)家邁克爾·法拉第分別在19世紀上半葉提出的。麥克斯韋方程組全面地反映了電磁基本規律，描述了電場(chǎng)、磁場(chǎng)與電荷密度、電流密度之間的微分方程關(guān)系。
該方程是采用磁感應強度B對時(shí)間t的偏導數形式
洛倫茲力
運動(dòng)的帶電粒子在磁場(chǎng)中所受的磁場(chǎng)力即為洛倫茲力，它的大小為F=qvBsinθ，方向遵從左手定則。F為感應電動(dòng)勢產(chǎn)生的力；q為電荷量；v為電荷的速度；B為磁場(chǎng)強度；θ為電荷速度和磁場(chǎng)方向的夾角
計算方法
1.法拉第電磁感應定律基本公式
磁通量變化產(chǎn)生感應電動(dòng)勢
公式為：
式中，ε為感應電動(dòng)勢；n為線(xiàn)圈匝數；Φ為磁通量，
2.洛倫茲力
公式為：F=qvBsinθ
式中，F為感應電動(dòng)勢產(chǎn)生的力；q為電荷量；v為電荷的速度；B為磁場(chǎng)強度；θ為電荷速度和磁場(chǎng)方向的夾角。
3.感應電流產(chǎn)生的電動(dòng)勢
公式為：
式中，ε為感應電動(dòng)勢；L為線(xiàn)圈的自感系數；
4.電磁感應功率
公式為：P=εi
式中，P為電磁感應產(chǎn)生的功率；ε為電磁感應產(chǎn)生的電動(dòng)勢；i為電流強度。
5.感應電動(dòng)勢的平均值
公式為：
式中，
應用
電磁感應作為一種重要的物理現象，在許多領(lǐng)域都有著(zhù)廣泛的應用。
發(fā)電機和電動(dòng)機
利用電磁感應原理制造的發(fā)電機和電動(dòng)機是電力工業(yè)的重要設備，能夠將機械能轉化為電能或將電能轉化為機械能。
發(fā)電機是一種將機械能轉化為電能的設備。在它內部的轉子上裝有一個(gè)繞組，轉子轉動(dòng)時(shí)，通過(guò)磁通量的變化和導體中電場(chǎng)磁場(chǎng)的相互作用，就可以將機械能轉化為電能，發(fā)電機中的電能輸出通常是交流電。
電動(dòng)機
電動(dòng)機是一種將電能轉化為機械能的設備。它的工作原理與發(fā)電機相反，是通過(guò)將電能輸入至電動(dòng)機的定子繞組中，加上磁鐵的磁場(chǎng)，從而在轉子上產(chǎn)生旋轉力，使電動(dòng)機的輸出軸旋轉，從而將電能轉化為機械能，常見(jiàn)的電動(dòng)機有交流電動(dòng)機和直流電動(dòng)機兩種。
變壓器
變壓器利用電磁感應作用來(lái)實(shí)現電能的互相轉換，起到升壓、降壓、隔離、穩壓等功能。
變壓器由鐵芯和兩個(gè)繞組組成：一個(gè)是輸入繞組，也稱(chēng)為初級繞組，另一個(gè)是輸出繞組，也稱(chēng)為次級繞組。
當輸入繞組通過(guò)一定的電壓時(shí)，輸入繞組中就會(huì )形成一定的電磁場(chǎng)，這個(gè)電磁場(chǎng)會(huì )在鐵芯中產(chǎn)生一個(gè)磁通量。當磁通量在鐵芯中的方向發(fā)生改變時(shí)，次級繞組中的電磁感應就會(huì )產(chǎn)生一定的電勢差，也就是輸出電壓，與輸入電壓相比，改變輸入繞組的匝數可以改變輸出繞組的電壓水平。
渦流加熱技術(shù)
利用電磁感應原理，在導體線(xiàn)圈上接入工頻交流電源，生成環(huán)形電流磁場(chǎng)，產(chǎn)生感應電流一渦流。這些電流在加熱線(xiàn)圈的導體上產(chǎn)生熱效應，從而達到給導體線(xiàn)圈外部介質(zhì)加熱的目的。電磁感應渦流加熱裝置由電源供電系統、渦流感應器、導熱體、傳感器等幾部分組成。
環(huán)形導體線(xiàn)圈本身并不發(fā)熱，導體線(xiàn)圈繞組采用絕緣耐溫材料進(jìn)行保護，發(fā)熱體內外電位差為零，不會(huì )出現類(lèi)似電加熱棒因內部電陽(yáng)絲市穿絕緣體與外加熱管壁短路，產(chǎn)生電火花的現象。由于發(fā)熱源是導體線(xiàn)圈的電磁感應即渦流效應，加熱部性熱量均今分布，傳熱效果好，發(fā)熱量易于控制，可有效地解決得油降粘問(wèn)題，并且被加熱的介質(zhì)可以是各種容器里的液體、氣體，防爆性能良好。
讀卡器
讀卡器是一種能夠讀取磁卡信息并將其轉換為數字信號的裝置，其工作原理也是基于電磁感應原理。
讀卡器主要由磁頭、信號處理電路和輸入輸出接口等組成。磁頭通常是由金屬線(xiàn)圈、磁芯、壓力輪和導向槽等部件組成的，負責探測磁卡表面上的微小磁場(chǎng)，并將其轉化為電信號。
信號處理電路會(huì )對磁頭讀取到的電信號進(jìn)行放大、濾波等處理，并轉化為數字信號。數字信號經(jīng)過(guò)一系列的譯碼、解密等處理后，才能被計算機等設備識別。，讀卡器應用于銀行卡、身份證、門(mén)禁卡、會(huì )員卡等許多領(lǐng)域。
電磁爐
電磁爐是一種利用電磁感應原理使導體產(chǎn)生熱量來(lái)加熱物體的電器產(chǎn)品。其工作原理與感應加熱類(lèi)似，通過(guò)電磁感應產(chǎn)生感應電流，使盤(pán)面上的導體發(fā)生熱量，從而達到加熱的效果。
電磁爐加熱實(shí)物
電磁爐主要由盤(pán)面、線(xiàn)圈、電源等組成。盤(pán)面是由鐵、不銹鋼等導體材料制成的，線(xiàn)圈則圍繞在盤(pán)面下方，其內部接通的電源會(huì )產(chǎn)生磁場(chǎng)。
當電磁爐開(kāi)啟時(shí)，通過(guò)電源供電，線(xiàn)圈中會(huì )產(chǎn)生一個(gè)交變磁場(chǎng)。因為盤(pán)面是一個(gè)良好的導體，它接收到了線(xiàn)圈中的電磁場(chǎng)并產(chǎn)生了感應電流，感應電流在盤(pán)面中形成了環(huán)狀電流，并根據焦耳熱原理使盤(pán)面上的導體產(chǎn)生加熱。盤(pán)面上需要加熱的物體與導體間的熱量轉移則取決于盤(pán)面表面溫度、導熱性以及間接接觸的物體本身等因素。
磁懸浮列車(chē)
磁懸浮列車(chē)利用交流電產(chǎn)生的磁場(chǎng)和列車(chē)上的超導磁體之間的相互作用力來(lái)實(shí)現懸浮和運行，是一種高速、節能、環(huán)保的交通工具。
磁懸浮列車(chē)是一種非常先進(jìn)的高速列車(chē)，磁懸浮列車(chē)的主要構成部分包括磁懸浮裝置、動(dòng)力系統、控制系統和車(chē)輛結構等，其運行原理是基于電磁感應和超導材料的特性設計而成的。通過(guò)利用電磁感應產(chǎn)生的力和超導材料的磁場(chǎng)特性來(lái)讓列車(chē)懸浮運行，從而消除了傳統軌道列車(chē)與軌道之間的接觸，達到了最小化空氣阻力的目的，帶來(lái)高速、高效、節能、安全、舒適的出行體驗。
未來(lái)展望
未來(lái)電磁感應技術(shù)的應用領(lǐng)域和發(fā)展趨勢主要集中在五個(gè)方面。
- 高效率：隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步，未來(lái)電磁感應技術(shù)將更加高效，可以將能量在傳輸過(guò)程中的損失降至最低。
- 無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)：電磁感應可用于無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)，在家電，數碼等領(lǐng)域將會(huì )取代有線(xiàn)充電，得到很好的運用。
- 磁浮技術(shù)：電磁感應技術(shù)也可用于磁浮技術(shù)，在城市交通、高速鐵路等領(lǐng)域將會(huì )得到廣泛應用。
- 新能源汽車(chē)充電技術(shù)：電磁感應也可用于電動(dòng)汽車(chē)充電技術(shù)，特別是道路鋪設感應線(xiàn)圈進(jìn)行無(wú)線(xiàn)充電，目前已經(jīng)在部分國家的部分道路進(jìn)行測試，未來(lái)可能會(huì )在全球范圍內得到廣泛展開(kāi)。
- 直線(xiàn)電機：電磁感應技術(shù)也為直線(xiàn)電機的發(fā)展提供了有利條件，該技術(shù)可以在醫療設備、機械制造等領(lǐng)域使用。
電磁感應相關(guān)的文章
多倫多（Toronto），位于加拿大安大略湖的西北沿岸，是加拿大最大的城市、安大略省的省會(huì )，也是加拿大的政治、經(jīng)濟、文化和交通中心，世界著(zhù)名的國際大都市。
阿拉伯埃及共和國（阿拉伯語(yǔ)：????????????????????，英語(yǔ)：The Arab Republic of Egypt），簡(jiǎn)稱(chēng)“埃及”。位于非洲東北部，地處歐亞非三大洲的交通要沖。南接蘇丹，西連利比亞，東臨紅海與巴勒斯坦、以色列接壤，北經(jīng)地中海與歐洲隔海相通，東南與約旦和沙特阿拉伯相望。海
小編整理：庫爾勒香梨是一種屬于薔薇科梨屬植物的果實(shí)，它生長(cháng)在天山高山上的野杜梨籽育苗作為砧木，具有抗寒、抗旱、抗病蟲(chóng)害的優(yōu)勢。它的特點(diǎn)包括皮薄、果心中大、果肉白色、肉質(zhì)細膩酥脆、汁多味甜、近核部微酸，完熟后有香味、可溶性固型物含量11-14%，品質(zhì)極上。庫爾勒
尚可名片
這家伙太懶了，什么都沒(méi)寫(xiě)！
作者
