(完整版)电工基础-电磁感应

P3 第一章电工基础知识本章介绍电工理论基本知识，这些知识是学习电气专业知识所必需的基础。

主要内容包括：直流电路及基本物理量,磁场及电磁感应、正弦交流电路、三相正弦交流电路。

第一节直流电路及基本物理量一、直流电路电路是由电气设备和电器元件按一定方式组成的，它为电流的流通提供了路径。

根据电路中电流的性质不同，电路可分为直流电路和交流电路。

电路中，电流的大小及方向都不随时间变化的电路，称为直流电路；电流的大小及方向随时间变化的电路,称为交流电路。

电路的种类很多，不论结构简单还是复杂,电路都包含以下三个基本组成部分。

1. 电源电路中，供给电路能源的装置称为电源，如蓄电池、发电机等.电源可以将非电能转换成电能。

2。

负载电路中,使用电能的设备或元器件称为负载,也叫负荷，如电灯泡、电炉等。

负载可以将电能转换为光能、热能等其他形式的能量。

3。

中间环节电路中连接电源和负载的部分称为中间环节,最简单的中间环节是开关和导线。

导线也叫电线，是电源与负载之间的连接线,它把电流由电源引出来，通过负载再送回电源，构成电流的完整回路.图1—1就是一个简单电路的示意图。

电路由外电路和内电路两部分组成。

外电路：图1－1中，由电源引出端1经导线、负载、仪表等环节,至返回端2的电路叫外电路。

内电路：电源本身电流的通路为内电路。

在图1－1中，指电源引出端1和2间,由发电机组成的电路。

电流在外电路被认为是从电源的正极流向负极，而在电源内部则相反,是由电源负极流向正极.在电源和外电路形成闭合回路后，电流才能产生。

如果电路断开,如图12所示,导线1点和2点间断开了，电流就不能流通了，此时称电路为断路或开路状态。

二、电流金属导体内的自由电子或电解液内的正负离子，通常都处在不规则的运动状态，因此在任一瞬间通过导体任一截面的电量能相互抵消，即导体内没有电流流过。

当导体内的自由电子受到电场力的作用后，电子就以一定方向移动。

在这种情况下，导体的任何截面（在任一瞬间），将有一定的电量通过,也就是说导体内有电流流动。

1.感应电动势大小的计算公式(1):E ＝tn ∆∆Φ〔任何条件下均适用；t ∆∆Φ为斜率，斜率的符号相同，表示感应电流的方向相同。

斜率的大小就表示感应电动势或感应电流的大小〕(2):E ＝tB nS ∆∆〔S 为有磁感线穿过的面积，适用于S 不变时；t B ∆∆为斜率，斜率的符号相同，表示感应电流的方向相同。

斜率的大小就表示感应电动势或感应电流的大小〕 (3):E ＝nBLV适用于导体棒垂直切割磁感线时；B 、L 和V 两两互相垂直，不垂直时，把B 或V 正交分解 L 为有效长度；切割的磁感线越多，E 就越大，切割的磁感线相同，E 就相同 B 为导体棒垂直切割处的磁感强度大小 B 可为非匀强磁场(4):E ＝nB 1L 1V 1 ± nB 2L 2V 2适用于两根以上导体棒垂直切割磁感线时，B 、L 和V 两两互相垂直，不垂直时，把B 或V 正交分解感应电流相互抵消时用减号L 为有效长度；切割的磁感线越多，E 就越大； B 为导体棒垂直切割处的磁感强度大小； B 可为非匀强磁场(5):E ＝ω221BL 用于导体一端固定以角速度ω旋转切割磁感线，ω单位必须用rad/s ；B 、L 和V 两两互相垂直，不垂直时，把B 或V 正交分解；L 为有效长度；切割的磁感线相同，E 就相同，切割的磁感线越多，E 就越大；； B 为导体棒垂直切割处的磁感强度大小； B 可为非匀强磁场(6):e= θωsin NBS = t NBS ωωsin 〔用于从中性面开始计时，即线圈垂直于磁感线开始计时〕e 为交流发电机的瞬时感应电动势〔V 〕； B 为匀强磁场(T)；S 为有磁感线穿过的面积(m 2)ω为线圈的角速度，其单位必须用rad/s ；450=4π rad ；5r/s(转/秒)=5⨯2π rad/s ω＝2πf 〔f 为交流电的频率〕θ为线圈和中性面的夹角〔rad 〕；线圈处于中性面时，Φ最大，感应电动势e=0应从切割磁感线的角度理解该公式，切割的磁感线越多，E 就越大；(7):e= βωcos NBS =t NBS ωωcos (从线圈平行于磁感线开始计时)e 为交流发电机的瞬时感应电动势〔V 〕； B 为匀强磁场(T)；S 为有磁感线穿过的面积(m 2)ω为线圈的角速度，其单位必须用rad/s ；300= 6π rad ；5r/s(转/秒)=5⨯2π rad/s ω＝2πf 〔f 为交流电的频率〕θ为线圈和磁感线的夹角〔rad 〕；线圈和中性面垂直时，即线圈和磁感线平行，Φ=0，感应电动势e 最大 应从切割磁感线的角度理解该公式，切割的磁感线越多，E 就越大；(8):E=U 外+Ir 〔适用条件：适用于任何电路；U 外为电源两端的电压〔即外电路的总电压〕，I 为总电流，r 为电源的内阻〕2：公式的推导：（1）:E = BLV (如右图)E=t n ∆∆Φ=n BLv tBLdvt d BL tBLdS d BL tt ===-+-+∆Φ-∆Φ)()(0 （2）:E=NBS ωsin θ(如右图)一矩形线圈绕oo ´轴转动〔t=0时，线圈处于中性面〕E=BL ad V ad sin θ + BL bc V bc sin θ E=BL ad ω21L ab sin θ + BL bc ω21L ab sin θE=21B ωS sin θ+ 21B ωS sin θ E=B ωS sin θ当线圈有N 匝时：E=NBS ωsin θθ=ωt∴ E=NBS ωsin ωt 即 e=NBS ωsin ωt3.磁通量:表示穿过某截面的磁感线数量，穿过的磁感线数量越多，磁通量越大；穿过的磁感线数量相同，磁通量就相同〔1〕：Φ＝BS 使用条件：B 和S 垂直时，S 为有磁感线穿过的面积(m 2) 〔2〕：Φ＝0 使用条件：B 和S 平行时〔3〕：当B 、S 既不平行也不垂直时，可以把B 拿来正交分解或把S 投影到B 的方向上，0<Φ<BS〔4〕：0Φ-Φ=∆Φt ，Φ是标量，但是它有正负，如：某线圈的磁通量为6 wb ，当它绕垂直于磁场的轴转过1800，此时磁通量为-6 wb ，在这一过程中，∆Φ=12 wb 而不是04：感应电动势E 与∆Φ的大小、B 的大小无关，E 与B 的变化快慢、∆Φ的变化快慢有关。

电磁感应的知识点梳理一、磁通量Φ、磁通量变化∆Φ、磁通量变化率t∆∆Φ对比表二、电磁感应现象与电流磁效应的比较 三、产生感应电动势和感应电流的条件比较四、感应电动势1、在电磁感应现象中产生的电动势叫 ，产生感应电流必存在 ，产生感应电动势的那部分导体相当于 ，如果电路断开时没有电流，但 仍然存在。

2、电路不论闭合与否，只要 切割磁感线，则这部分导体就会产生 ，它相当于一个 。

3、不论电路闭合与否，只要电路中的 发生变化，电路中就产生感应电动势，磁通量发生变化的那部分相当于 。

五、公式n E ∆Φ=与E=BLvsin θ 的区别与联系 六、楞次定律1、电流方向的判定方法23、对楞次定律中“阻碍”的含义还可以推广为：①阻碍原磁通量的变化或原磁场的变化；可理解为。

②阻碍相对运动，可理解为。

③使线圈面积有扩大或缩小趋势；可理解为。

④阻碍原电流的变化。

七、电磁感应中的图像问题1、图像问题2、解决这类问题的基本方法⑴明确图像的种类，是B-t图像还是Φ-t图像、或者E-t图像和I-t图像⑵分析电磁感应的具体过程⑶结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿定律等规律列出函数方程。

⑷根据函数方程，进行数学分析，如斜率及其变化，两轴的截距等。

⑸画图像或判断图像。

八、自感现象：1、自感现象：当一个线圈中的电流变化时，它产生的变化的磁场不仅在邻近的电路中激发出感应电动势，同样也使_____________激发出感应电动势，这种现象称为_____________.由于自感而产生的感应电动势叫_____________.2、产生原因：3、自感电动势的方向：4、自感电动势的作用：5、自感电动势和自感系数：自感电动势：，式中为电流的变化率，L为自感系数。

自感系数L：自感系数的大小由决定，线圈越长，单位长度的匝数越多，横截面积越大，自感系数，若线圈中加有铁芯，自感系数。

5、通电自感和断电自感比较九、自感涡流例1、如图16-1，平面M 的面积为S ，垂直于匀强磁场B ，求平面M 由此位置出发绕与B 垂直的轴转过600和转过1800时磁通量的变化量。

电工基础复习3（磁场与电磁感应）一、磁场1）磁场是磁体周围存在的一种特殊物质，磁体通过磁场发生相互作用。

2）磁场的大小和方向可用磁感线来形象的描述：磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线的切线方向表示磁场的方向。

2、电流的磁效应1）通电导线周围存在着磁场，说明电可以产生磁，由电产生磁的现象称为电流的磁效应。

电流具有磁效应说明磁现象具有电本质。

2）电流产生的磁场方向与电流的方向有关，可用安培定则，即右手螺旋定则来判断。

3、描述磁场的物理量1）磁感应强度BB是描述磁场强弱和磁场方向的物理量，它描述了磁场的力效应。

当通电直导线与磁2）铁磁性物质的B随H而变化的曲线称为磁化曲线，它表示了铁磁性物质的磁性能。

磁滞回线常用来判断铁磁性物质的性质和作为选择材料的依据。

6、磁路1）磁通经过的闭合路径称为磁路。

磁路中的磁通、磁动势和磁阻的关系，可用磁路El欧姆定律来表示，即m，其中RmRmS2）由于铁磁性物质的磁导率不是常数，因此磁路欧姆定律一般不能直接用来进行磁路计算，只用于定性分析。

二、电磁感应1、利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应现象，用电磁感应的方法产生的电流，叫感应电流。

2、闭合回路中的一部分在磁场中作切割磁感线运动（磁通发生变化），回路中有感应电流。

3、右手定则：右手，磁力线垂直进入手心；大姆指，运动方向；四指，感生电流方向。

（在感应电流方向、磁场方向、导体运动方向中已知任意两个的方向可以判断第三个的方向。

）4．楞次定律：感应电流的方向，总是使感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化，它是判断感应电流方向的普遍规律。

注意：阻碍原来的变化步骤：（1）原磁通方向，增大或减小；（2）感应电流的磁场方向；（3）安培定则——电流方向5、感应电动势E=BLVinθ（θ为B、V的夹角）6、E=N△Φ/△t（N为匝数△Φ/△t为磁通变化率E与磁通的变化率成正比）属于电磁感应现象的问题——右手定则——“电”磁场对电流作用的问题——左手定则——“力”7、导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象叫做自感现象，自感现象中产生的感应电动势，叫做自感电动势。

电磁感应基础知识总结【基础知识梳理】一、电磁感应现象1．磁通量(1)概念：在磁感应强度为B的匀强磁场中，与磁场方向垂直的面积S和B的乘积。

(2)公式：①二坠。

(3)单位：1Wb=1T・m2。

(4)物理意义：相当于穿过某一面积的磁感线的条数。

2．电磁感应现象(1)电磁感应现象当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，电路中有感应电流产生的现象。

(2)产生感应电流的条件①条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化。

②特【典例】闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线的运动。

(3)产生电磁感应现象的实质电磁感应现象的实质是产生感应电动势,如果回路闭合则产生感应电流;如果回路不闭合,则只产生感应电动势，而不产生感应电流。

(4)能量转化发生电磁感应现象时，机械能或其他形式的能转化为电能。

二、楞次定律1．楞次定律(1)内容：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

(2)适用范围：适用于一切回路磁通量变化的情况。

(3)楞次定律中“阻碍”的含义£SAAt2．右手定则(1) 内容① 磁感线穿入右手手心。

② 大拇指指向导体运动的方向。

③ 其余四指指向感应电流的方向。

(2) 适用范围：适用于部分导体切割磁感线。

三、法拉第电磁感应定律的理解和应用1．感应电动势(1) 概念：在电磁感应现象中产生的电动势。

(2) 产生条件：穿过回路的磁通量发生改变，与电路是否闭合无关。

⑶方向判断：感应电动势的方向用楞次定律或右手定则判断。

2．法拉第电磁感应定律⑴内容：感应电动势的大小跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。

A ①(2) 公式：E=njt ，其中n 为线圈匝数。

E(3) 感应电流与感应电动势的关系：遵守闭合电路欧姆定律，即1=越。

3．磁通量变化通常有三种方式 (1) 磁感应强度B 不变，垂直于磁场的回路面积发生变化，此时E=nB-(2) 垂直于磁场的回路面积不变，磁感应强度发生变化，此时E=nA^S ，其中普是B —t图象的斜率。

电磁感应·知识点精析一、感应电流方向的判断产生感应电流的现象称为电磁感应现象．实验总结出产生感应电流的条件为：(1)电路为闭合电路；(2)回路中磁通量发生变化．感应电流方向的判断一般有两种方法：1．右手定则．这种方法适于回路中一部分导体切割磁感线产生感应电流的情况．注意与左手定则的差别．2．楞次定律．楞次定律内容：感应电流具有这样的方向，就是感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化．可见，楞次定律描述了感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场(原磁场)方向的关系．当回路中磁通量增加时，感应电流磁场方向与“原磁场”方向相反；当回路中磁通量减少时，感应电流磁场方向与“原磁场”方向相同．楞次定律的实质反映了电磁感应现象中能量转化与守恒．应用楞次定律判断感应电流的方向的步骤：(1)明确“原磁场”方向；(2)确定回路中ΔΦ的情况；(3)应用楞次定律确定感应电流的磁场方向；(4)应用安培定律确定感应电流方向．ε=BLv描述导体切割磁感线运动产生的感应电动势大小与有关因素．计算时，要注意：磁感强度B、导线(体)长L、导体运动的速度v三者必须相互垂直．当B和L一定时，ε=BLv用于计算即时感应电动势．于求某一段时间(Δt)内的平均感应电动势．当导体棒切割磁感线运动产生的感应电动势恒定时，也可应用割磁感线的条数．感应电动势是标量，但是，为了处理问题方便，我们可以将其规定一方向：电势升高的方向为感应电动势方向(内电路中感应电流的方向)．这样判断感应电动势方向自然与感应电流方向的判断相同．三、自感电动势的作用自感现象是电磁感应现象中一种特殊情况：由于导体(自感线圈)中电流变化而引起的电磁感应现象．自感现象中产生的感应电动势称自感电动势，其大小为圈形状、长短、匝数、有无铁芯等)决定．根据“楞次定律”不难得出自感电动势的作用：阻碍它(自感线圈)所在电路中的电流变化．即：若电路中电流增加，则自感电动势方向与电流方向相反；若电路中电流减少，则自感电动势方向与电流方向相同．通电自感现象、断电自感现象等都是由于自感电动势的作用产生的．四、通电导体在磁场中的运动这里只研究导体初速度为零、在匀强磁场中运动情况．从理论上可导出图12-1(甲)、(乙)两种情况，(光滑导轨)导体棒的运动性质相同：初速度为零、加速度越来越小的加速直线运动，最后为匀速直线运动．运动规律可由下列方程描述：五、电磁感应现象中的能量转化情况电磁感应现象实质是能量转化与守恒．图12-1甲中能量转化情况为W F=ΔE K+ΔE电式中W F为拉力所做的功——等于消耗其它形式的能．这种情况相当于发电机中能量转化情况．图12-1(乙)中能量转化情况为ΔE电=ΔE K+ΔE内上式相当电动机中能量转化情况．可见，处理物理问题时，如发生能量转化，则其中一种能量的减少必然等于另(或一些)一种能量的增加．应用这种能量的观点处理问题极为简单．。

电磁感应知识点(全)
电磁感应是物理学中的一个重要分支，特别是在电学中占有重
要地位。

以下是电磁感应的主要知识点：
电磁感应现象
电流、电荷等在磁场中的受力、运动，以及一些电学现象如变
压器、电动机、感应电流、涡电流等都是电磁感应现象。

法拉第电磁感应定律
法拉第电磁感应定律描述了磁通量改变率与感应电动势的关系，是电磁感应定律的基本公式。

楞次定律
楞次定律描述了感应电流的方向，即感应电流所产生的磁场方
向总是相反于变化所产生的磁场方向。

洛伦兹力
洛伦兹力是符合磁场与运动电荷相互作用规律的力，它是电磁感应定律与运动电荷受力定律的推论。

感应电动势
感应电动势是由于磁通量发生变化所产生的电动势。

感应电动势可以应用于发电机，使机械能转换为电能。

电磁感应定律的应用
电磁感应定律的应用广泛，如变压器、电动机、感应电流等，都是利用电磁感应原理实现的。

涡电流
涡电流是在导体中由于磁通量变化所产生的感应电流，它会产生热量，甚至熔化导体。

以上就是电磁感应的主要知识点。