法拉第電磁感應(yīng)定律的重要意義是什么
電磁感應(yīng)定律也叫法拉第電磁感應(yīng)定律，電磁感應(yīng)現(xiàn)象是指因磁通量變化產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象，以下是小編整理的法拉第電磁感應(yīng)定律的重要意義是什么，歡迎閱讀，希望大家能夠喜歡。
法拉第電磁感應(yīng)定律的意義
電磁感應(yīng)現(xiàn)象是電磁學(xué)中最重大的發(fā)現(xiàn)之一，它揭示了電、磁現(xiàn)象之間的相互聯(lián)系，對(duì)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的建立具有重大意義。法拉第電磁感應(yīng)定律的重要意義在于，一方面，依據(jù)電磁感應(yīng)的原理，人們制造出了發(fā)電機(jī)，電能的大規(guī)模生產(chǎn)和遠(yuǎn)距離輸送成為可能;另一方面，電磁感應(yīng)現(xiàn)象在電工技術(shù)、電子技術(shù)以及電磁測(cè)量等方面都有廣泛的應(yīng)用。人類(lèi)社會(huì)從此邁進(jìn)了電氣化時(shí)代。
法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用
發(fā)電機(jī)
由法拉第電磁感應(yīng)定律因電路及磁場(chǎng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)所造成的電動(dòng)勢(shì)，是發(fā)電機(jī)背后的根本現(xiàn)象。當(dāng)永久性磁鐵相對(duì)于一導(dǎo)電體運(yùn)動(dòng)時(shí)(反之亦然)，就會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。如果電線這時(shí)連著電負(fù)載的話，電流就會(huì)流動(dòng)，并因此產(chǎn)生電能，把機(jī)械運(yùn)動(dòng)的能量轉(zhuǎn)變成電能。例如，鼓輪發(fā)電機(jī)。另一種實(shí)現(xiàn)這種構(gòu)想的發(fā)電機(jī)就是法拉第碟片
變壓器
法拉第定律所預(yù)測(cè)的電動(dòng)勢(shì)，同時(shí)也是變壓器的運(yùn)作原理。當(dāng)線圈中的電流轉(zhuǎn)變時(shí)，轉(zhuǎn)變中的電流生成一轉(zhuǎn)變中的磁場(chǎng)。在磁場(chǎng)作用范圍中的第二條電線，會(huì)感受到磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)變，于是自身的耦合磁通量也會(huì)轉(zhuǎn)變 。因此，第二個(gè)線圈內(nèi)會(huì)有電動(dòng)勢(shì)，這電動(dòng)勢(shì)被稱(chēng)為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或變壓器電動(dòng)勢(shì)。如果線圈的兩端是連接著一個(gè)電負(fù)載的話，電流就會(huì)流動(dòng)。
電磁流量計(jì)
法拉第定律可被用于量度導(dǎo)電液體或等離子體狀物的流動(dòng)，這樣一個(gè)儀器被稱(chēng)為電磁流量計(jì)。
法拉第電磁感應(yīng)定律的發(fā)現(xiàn)歷程
法拉第定律最初是一條基于觀察的實(shí)驗(yàn)定律。后來(lái)被正式化，其偏導(dǎo)數(shù)的限制版本，跟其他的電磁學(xué)定律一塊被列麥克斯韋方程組的現(xiàn)代赫維賽德版本。
法拉第電磁感應(yīng)定律是基于法拉第于1831年所作的.實(shí)驗(yàn)。這個(gè)效應(yīng)被約瑟·亨利于大約同時(shí)發(fā)現(xiàn)，但法拉第的發(fā)表時(shí)間較早。
俄國(guó)物理學(xué)家海因里希·楞次(H.F.E.Lenz，1804-1865)在概括了大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)的基礎(chǔ)后，總結(jié)出一條判斷感應(yīng)電流方向的規(guī)律，稱(chēng)為楞次定律(Lenz law )。
提出問(wèn)題
1820年，H.C.奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)后，有許多物理學(xué)家便試圖尋找它的逆效應(yīng)，提出了磁能否產(chǎn)生電，磁能否對(duì)電作用的問(wèn)題。
研究
1822年，D.F.J.阿拉果和A.von洪堡在測(cè)量地磁強(qiáng)度時(shí)，偶然發(fā)現(xiàn)金屬對(duì)附近磁針的振蕩有阻尼作用。
1824年，阿拉果根據(jù)這個(gè)現(xiàn)象做了銅盤(pán)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)的銅盤(pán)會(huì)帶動(dòng)上方自由懸掛的磁針旋轉(zhuǎn)，但磁針的旋轉(zhuǎn)與銅盤(pán)不同步。稍滯后，電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)是最早發(fā)現(xiàn)的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，但由于沒(méi)有直接表現(xiàn)為感應(yīng)電流，當(dāng)時(shí)未能予以說(shuō)明。
定律提出
1831年8月，法拉第在軟鐵環(huán)兩側(cè)分別繞兩個(gè)線圈，其一為閉合回路，在導(dǎo)線下端附近平行放置一磁針，另一與電池組相連，接開(kāi)關(guān)，形成有電源的閉合回路。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，合上開(kāi)關(guān)，磁針偏轉(zhuǎn);切斷開(kāi)關(guān)，磁針?lè)聪蚱D(zhuǎn)，這表明在無(wú)電池組的線圈中出現(xiàn)了感應(yīng)電流。法拉第立即意識(shí)到，這是一種非恒定的暫態(tài)效應(yīng)。緊接著他做了幾十個(gè)實(shí)驗(yàn)，把產(chǎn)生感應(yīng)電流的情形概括為5 類(lèi)：變化的電流 ，變化的磁場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)的恒定電流，運(yùn)動(dòng)的磁鐵，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體，并把這些現(xiàn)象正式定名為電磁感應(yīng)。進(jìn)而，法拉第發(fā)現(xiàn)，在相同條件下不同金屬導(dǎo)體回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流與導(dǎo)體的導(dǎo)電能力成正比，他由此認(rèn)識(shí)到，感應(yīng)電流是由與導(dǎo)體性質(zhì)無(wú)關(guān)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的，即使沒(méi)有回路沒(méi)有感應(yīng)電流，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)依然存在。
后來(lái)，確定感應(yīng)電流方向的楞次定律以及描述電磁感應(yīng)定量規(guī)律的法拉第電磁感應(yīng)定律被給出。(其公式并非法拉第親自給出)并按產(chǎn)生原因的不同，把感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)分為動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)和感生電動(dòng)勢(shì)兩種，前者起源于洛倫茲力，后者起源于變化磁場(chǎng)產(chǎn)生的有旋電場(chǎng)。
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