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楞次定律及其应用

2015-3-12 04:53| 编辑:电工电气学习网| 查看: 17992| 评论: 0

在存在感应电动势的闭合电路中,感应电流具有一定的流向,那么感应电流的方向是由什么因素来决定的呢?
一、感应电流的方向

    1、如图所示:

当磁铁移近或插入线圈时,线圈中感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向相反(如图甲、丙);当磁铁离开线圈或从线圈中拔出时,线圈中感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向相同(如图乙、丁).

    2、推理与结论

    当磁铁移近或插入线圈时,穿过线圈的磁通量增加,这时感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向相反,阻碍磁通量的增加;当磁铁离开线圈或从中拔出时,穿过线圈的磁通量减少,这时感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向相同,阻碍磁通量减少.

在其他电磁感应现象中也有相同的规律.

    结论:感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化.

二、楞次定律

    1、楞次定律:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化.

    (1)引起感应电流的磁通量是指原磁通量.

    (2)“阻碍”并不是“相反”,而是当磁通量增加时,感应电流的磁场与原磁场方向相反;磁通量减少时,感应电流的磁场与原磁场方向相同.

    感应电流的磁场对原磁通量的变化所起的阻碍作用不能改变磁通量变化的趋势,仅起到一种延缓作用.

    2、对楞次定律的理解

    (1)从磁通量变化的角度来看:感应电流的磁场总要阻碍磁通量的变化.

    (2)从导体和磁体的相对运动的角度来看:感应电流所受的安培力总要阻碍相对运动.

    3、由楞次定律可以得到感应电动势的方向.

    (1)存在感应电动势的那部分导体相当于电源,在电源内部的电流方向与电动势方向相同.

    (2)由楞次定律判断出的感应电流方向就是感应电动势的方向.

 三、应用
    1、铝环实验


     2、如图所示,一轻质闭合弹簧线圈用绝缘细线悬挂着,现将一根条形磁铁的N极,垂直于弹簧线圈的平面靠近线圈,在此过程中,弹簧线圈将发生什么现象?

 

四、扩展知识——楞次

1804年2月24日诞生于爱沙尼亚.16岁以优异成绩考入家乡的道帕特大学.1828年被挑选为俄国圣彼得堡科学院的初级科学助理,1830年被选为圣彼得堡科学院通讯院士,1834年选为院士.曾长期担任圣彼得堡大学物理数学系主任,后来由教授会选为第一任校长.

楞次在物理学上的主要成就是发现了电磁感应的楞次定律和电热效应的焦耳-楞次定律.1833年,楞次在圣彼得堡科学院宣读了他的题为“关于用电动力学方法决定感生电流方向”的论文,提出了楞次定律.亥姆霍兹证明楞次定律是电磁现象的能量守恒定律.

在电热方面,1843年楞次在不知道焦耳发现电流热作用定律(1841年)的情况下,独立地发现了这一定律.他用改善实验方法和改用酒精作传热介质,提高了实验的精度.

1831年,楞次基于感应电流的瞬时和类冲击效应,利用冲击法对电磁现象进行了定量研究,确定了线圈中的感应电动势等于每匝线圈中电动势之和,而与所用导线的粗细和种类无关.1838年,楞次还研究了电动机与发电机的转换性,用楞次定律解释了其转换原理.1844年,楞次在研究任意个电动势和电阻的并联时,得出了分路电流的定律,比基尔霍夫发表更普遍的电路定律早了4年.

1865年寒假,楞次在意大利罗马中风去世.

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