1.法拉第定性实验
法拉第给出了感应电动势的定性实验结果,伦茨于1834年给出了感应电动势方向与磁通量的关系。M.Pixii发现电磁感应现象可以引起磁体产生较大的偏转。金箔验电器。 需要指出的是,法拉第装置并不能保证磁通量的线性变化,因此需要另寻方法来求公式。
这里,我想提一下,法拉第在解释电磁感应现象的原因时,提出了一个新概念“电紧张态”。 他认为磁力线数量的变化引起了“电紧张状态”的变化。 这产生了感应电动势。
2.电动势定量表达的研究
定量公式由Weber和在1840年代基于韦伯力和电动力势证明:
1.韦伯推导出动电动势公式
韦伯将韦伯力所做的功转化为电磁感应电能,推导出动电动势的表达式(韦伯力是韦伯根据库仑定律和原始安培公式导出的带电粒子之间的电磁相互作用)。 但后来发现,原来作为韦伯力公式基础的安培公式是错误的。 为了解释霍尔效应,最终确定磁力不是像麦克斯韦所说的那样作用在载流导线上,而是作用在电流上。 同时感应电动势和感应电流,罗兰的转盘实验表明,移动的电荷可以产生磁场,满足安培定律。 因此,确定电流的本质是导体中电荷的定向运动引起的,那么安培力的微观本质就是运动的电荷。 由力引起(虽然之前也有关于带电流体和带电粒子的假说,但直到罗兰的实验后才真正得到证实)。 因此,qv 和Idl 在磁意义上是等价的。 尽管最初的安培力公式可以解释长直导线和闭合导体的磁力,但永远无法找到孤立的电流元件。 但在发现阴极射线之后,安培公式可以通过测量两个带电粒子之间的磁力来检验,但最终安培原来的安培公式并没有得到满足。 相反,带电粒子之间的磁力是横向力,即电流元件之间的磁力应该是横向力。 一般来说,真正符合洛伦兹力公式F=qvtimes B的是德国物理学家1846年提出的力公式,即F=Idltimes B
因此,现在一般采用洛伦兹力公式来推导动电动势。
2.纽曼感应电动势公式
纽曼()根据最终导致感应线圈产生感应电流时遇到电阻的相互作用能的变化,推导出感应电动势的公式。 但纽曼的问题是电动势和电动势之间不存在真正的关系。 因此,纽曼虽然提出了公式,但还需要进一步的实验检验。 下面介绍纽曼的证明。
证明:
根据毕奥-萨伐尔定律,线圈的磁感应强度为:
B=ki'int_{l'}^{}frac{dl'×e_{r}}{r^2}=ki'int_{l'}^{}(▽×frac{dl'} {r})=k▽×(i'int_{l'}^{}frac{dl'}{r})
根据安培定律,感应线圈受到感应线圈的力和扭矩。 诺依曼将感应线圈视为由许多磁性分子组成的磁壳。 每个磁性分子的磁矩为dM=idS,S为线圈面积,i为感应线圈的电流强度。 这些磁性分子在受到感应线圈作用时的相互作用能为:
dU_{i}=B·dM=iB·dS
积分可以得到两个线圈的总相互作用能:
U_{i}=iint_{S}^{}B·dS
并且因为向量公式
frac{e_{r}}{r^2}=-▽frac{1}{r}
U_{i}=iint_{S}^{}B·dS =ki'iint_{S}^{}int_{l'}^{}frac{dl'×e_{r}}{ r^2}·dS =ki'iint_{S}^{}int_{l'}^{}(▽×frac{dl'}{r})·dS
根据斯托克斯公式:
U_{i} =ki'iint_{l}^{}int_{l'}^{}frac{dl'·dl}{r}
诺伊曼将电动势 A 定义为(对于 cgs 电磁单元系统 - emu):
A=i'int_{l'}^{}frac{dl'}{r}
那么对于cgs电磁单元系统,磁感应强度可写为:
B=▽×(i'int_{l'}^{}frac{dl'}{r})=▽×A
诺依曼假设感应电动势与 i'int_{l}^{}int_{l'}^{}frac{dl'·dl}{r} 的时间变化率成正比
因此,考虑楞次定律,感应电动势的公式具有以下形式,并带有负号: E=-fracldr5pxj5{dt}i'int_{l}^{}int_{l'} ^{} frac{dl'·dl}{r} =-int_{l}^{}frac{ A}{ t}·dl =-frac{ }{ t}int_{ S}^ {}▽×A·dS =-frac{d }{dt}int_{S}^{}B·dS
综上所述,E=-frac{dPhi}{dt}
可见,这就是法拉第电磁感应定律的公式。 麦克斯韦看到诺依曼的推导后,直接将矢量势A与法拉第的电紧张态联系起来,并称A为电紧张函数。 麦克斯韦提出涡旋电场假说后,涡旋电场进一步与矢量势A相关,因为涡旋电场正好等于矢量势随时间的变化率,即电张力随时间的函数。
3.亥姆霍兹电磁感应定律的推导
亥姆霍兹发现法拉第的电磁感应现象可以从能量守恒原理推导出来,亥姆霍兹的研究成果在他的论文《论力守恒定律》中给出。 继亥姆霍兹之后,威廉·汤姆森也采取了类似的方法。 然而,亥姆霍兹没有实验依据来相信电磁感应能量是守恒的。 此外,亥姆霍兹忽略了电流或动能的变化。 但让我们介绍一下亥姆霍兹的方法。
证明:
亥姆霍兹考虑了电路 1,其中总电阻为 R,电流为 i,电池电动势为 A。
该电路1与另一电路2之间存在相互作用的磁力,使得两者之间存在势能U,从而存在磁势V,满足V=U/i。 显然,这个势能就是纽曼所说的 ii'int_{l}^{}int_{l'}^{}frac{dl'·dl}{r},所以 V=i'int_{ l} ^{}int_{l'}^{}frac{dl'·dl}{r} 。 根据纽曼的上述研究,磁势V的变化率就是磁通量的变化率。
当认为感应电流I没有明显变化时,因为di 主站蜘蛛池模板: 91精品国产亚一区二区三区 | 精品综合一区二区三区 | 中文字幕禁忌乱偷在线 | 欧美叉叉叉 | 操大逼网 | 免费h网站在线观看 | 成年人电影在线免费观看 | 一级做a爰片久久毛片美女 一级做a爰片久久毛片免费 | 日韩欧美国产成人 | 日本一级特黄aa大片在 | 免费无码毛片一区二区app | 国产精品久久久久久久久久直播 | 大地资源中文在线观看官网第二页 | 亚洲精品天堂在线观看 | 尤物精品| 毛片啪啪啪| 亚洲专区在线播放 | 暖暖 免费 高清 日本 在线 | 日本大黄毛片视频 | 欧美天天影院 | 日韩欧美亚洲国产一区二区三区 | 色综合久久久久久久久久久 | 精品国产制服丝袜高跟 | 四虎影视免费永久在线观看黄 | 韩国主播19福利视频在线观看 | 日本a及毛片免费视频 | 亚洲在线免费免费观看视频 | 91精品啪国产在线观看免费牛牛 | 在线激情视频 | 精品久久久久久久高清 | 欧美日韩三区 | 久播影院理论片在线看 | 国产免费观看青青草原网站 | 天天做天天爱天天爽综合网 | 成人 亚洲 | 午夜国产精品久久久久 | 中文字幕乱偷无码av先锋蜜桃 | 狼友av永久网站免费观看 | 久久99精品久久久久久三级 | 日韩一级大毛片欧美一级 | 久久成人18免费网站 |