實驗證明導線在磁場中作切割磁力線運動時會(hui) 產(chan) 生感應電動勢;原理分析如下
感應電動勢將一根直導線AB至於(yu) 磁場中,並將該導線與(yu) 測量電流的電流表相連(如右圖),當導線AB從(cong) 左向右與(yu) 磁場作相對運動時,導線切割了磁力線,在AB導線中產(chan) 生感應電動勢,由於(yu) 這是閉合電路,此電動勢在回路中產(chan) 生感應電流。所以電流表讀數出現偏轉。同時:如果導線AB從(cong) 右向左運動,回路中也有感應電流,但電流表指針偏轉方向會(hui) 與(yu) 前一種情況相反。但當導線AB平行於(yu) 磁力線方向作上、下運動時,電流表的指針不會(hui) 偏轉。
此實驗表明:隻要導體(ti) 切割磁力線,就有感應電動勢產(chan) 生。
感應電動勢方向(或感應電流方向)與(yu) 磁場方向、導體(ti) 運動方向都有關(guan) 係,他們(men) 之間的相互關(guan) 係可用右手定則確定。
感應電動勢公式實驗還證明,在均勻磁場中,導線做作其他歌磁力線運動而產(chan) 生的感應電動勢的大小與(yu) 磁感應強度B、導線長度L、導體(ti) 運動的速度V、導體(ti) 運動方向與(yu) 磁場方向之間的夾角θ(念西塔)的正弦有關(guan) 。其數據額表達式為(wei) :
上述公式中各符號代表的意思分別是:
- B:表示均勻磁場的磁感應強度,單位(T、特)
- L:導體長度,單位(m、米)
- θ:磁場方向與導體運動方向之間的夾角,單位(°、度)
- E:導體兩端的感應電動勢,單位(V、伏)
由上麵的公式可知:當θ=90°是,此時E=BLV為(wei) 最大值,而當θ=0°時,即導體(ti) 沿著磁力線方向運動時,導體(ti) 中感應電動勢為(wei) 零。
感應電動勢方向:右手定則上麵講到用右手定則來確定感應電動勢方向與(yu) 磁場、導體(ti) 方向之間的關(guan) 係,而之前我們(men) 也學過一個(ge) 右手定則,叫做安倍右手定則(也叫右手螺旋定則),他們(men) 之間在理解上是有一點差別。
此右手定則操作方法如右圖所示:伸開右手,讓磁力線垂直穿過掌心,使大拇指指向導體(ti) 切割磁力線的運動方向,其餘(yu) 四指指向就表示感應電動勢方向。如果電路時閉合的,它也是感應電流的方向(應注意的是,伸開右手後,大拇指應與(yu) 其他四指在同一平麵內(nei) ,並相互垂直)。
發電機就是根據這一原理工作的,所以以前這個(ge) 右手定則又稱為(wei) “發電機定則”。