涡旋电场和电磁感应定律
电磁感应定律PPT课件

12
互感电动势
N 221 M21I1
N112 M12 I2
21
M 21
dI1 dt
12
M 12
dI 2 dt
N1 N2
互感系数 M12 M 21 M
21 M
dI1 dt
12
M
dI 2 dt
.
21
例 11-11 在磁导率为 的均匀无限大的磁介质中,一
无限长直导线与一宽、长分别为b 和 l 的矩形线圈共
.
26
3 麦克斯韦方程组的积分形式
(Maxwell equations)
麦
电场
LE
dl
S
B t
dS
变化磁场可以 激发涡旋电场
克 斯
S D dS qi i
电场是有源场
韦 方 程
H dl
L
(
s
jc
D ) t
ds
传导电流和 变化电场可 以激发磁场
组 磁场
B dS 0 S
I2
互感线圈周围没有铁磁质时其互感系数是常数,仅
取决于线圈的结构、相对位置和磁介质。
2
M
dI1 dt
1
M
dI2 dt
M、L的单位:H
.
30
五、磁场的能量
自感磁能:
Wm
1 LI 2
2
磁场能量密度:
wm
B2
2
1 H 2
2
1 BH 2
磁场的能量:
Wm V wmdV
.
31
六、麦克斯韦的电磁场理论
(D)电子受到洛伦兹力而减速。
a
[A ]
F洛
a
5.1 电磁感应定律 5.2 全电流定律

Φ=∫
S
r r r r B ⋅ d S = B ⋅ en S
α =ω t
r r = ( e y B0 sin ω t ) ⋅ ( en hw ) = B0 hw sin ω t ⋅ cos α = B0 hw sB hw(cos dt
0
2
ω t − sin 2 ω t )
r r ∂D Jd = 位移电流密度: 位移电流密度: ∂t
位移电流密度等于电位移矢量的时间变化率
单位 A/m2
}
r dq r ∫ Jd ⋅d S = d t S
5.2.3 全电流定律
r r 将传导电流与位移电流的总和称为全电流: 将传导电流与位移电流的总和称为全电流: J c + J d
r r r r r ∂D r ⋅d S 安培环路定律扩展为: 安培环路定律扩展为: ∫ H ⋅ d l = ∫ J c ⋅ d S + ∫ ∂t l S S
ε
dΦ d r r ε =− = − ∫ B⋅d S dt dt S
楞次定律
直观理解:感应电动势的符号总是与磁通变化率的正负相反 直观理解:感应电动势的符号总是与磁通变化率的正负相反 物理含义:闭合回路中,感应电动势产生的感应电流方向, 物理含义:闭合回路中,感应电动势产生的感应电流方向,总是使得它 所激发的磁场阻碍引起感应电动势的磁通量的变化。 所激发的磁场阻碍引起感应电动势的磁通量的变化。 阻碍引起感应电动势的磁通量的变化 感应电动势的分类: 感应电动势的分类: 感生电动势 动生电动势
时变电磁场
电磁感应定律 全电流定律 电磁场基本方程,分界面衔接条件 电磁场基本方程, 坡印廷定理和坡印廷矢量 正弦电磁场 动态位及其积分解 准静态场
第 5 章
第五节感生电动势涡旋电场

B t
πr
2
××
×L × n×
× ×× ×
B × ×t
× ××
××R
E感 =
rB 2t
×××××
× E感
B
式中负号表示 E感 的方向
×× ×× ×× ××
和所设的 E 感方向相反
在圆域外 ( r >R )
× × × ×
2-3-5
B
t
× n×
× ××
L ×× × × ×
×××× r
RB
在圆域外 ( r >R )
××
×L × n×
× ×× ×
B × ×t
× ××
××R
× × × ×
×××××
× E感
B
×× ×× ×× ××
l E 感.d l =
s
B t
.
dS
设E感与dl 方向一致。
. . l ES cos 0o
× × × ×
E感
l
dl
=
E感 2π r =
B t
s dS
B t
ε . i = l E 感 d l
l
E 感.d l
=
s
B t
.
dS
由法拉第电磁感应定律:
2-3-5
εi =
dΦ dt
=
d dt
s
B
.dS
=
s
B t
.
dS
由电动势的定义:
ε . i = l E 感 d l
l
E 感.d l
=
s
B t
.
dS
讨论: 1. 此式反映变化磁场和感生电场的相互
电磁感应现象及定律

例1、如图所示金属细棒在均匀磁场中运动其速度 方向与磁场垂直. 已知: v , B , , L 求:
解: d ( v B ) dl
0
vB sin 90 dl cos( 90 )
0
Bv sin dl
Bv sin dl
vB dl
b
b
N
S
结论
上述实验中,其共同点是穿过闭合回路的磁感应通 量发生了变化。 这种由磁通量的变化而产生电流的现象叫做电磁感应 现象,并把由电磁感应而产生的电流称为感应电流。 磁通量定义: 1、通过磁场中任一曲面的磁感应线条数。 2、
m B S BS cos
由变化磁场产生,无源场
E 库 线是“有头有尾”的,
起于正电荷而终于负电荷
E 感 线是“无头无尾”的
是一组闭合曲线
1 S E库 dS 0 qi
S
E涡 dS 0
L E 库 dl 0
B L E涡 dl S t dS
平衡时
Fe Fm
Fm
B v
b
此时电荷积累停止,ab两端形成稳定的电势差。
洛仑兹力是产生动生电动势的根本原因.
二、动生电动势的公式
非静电力
f e(v B )
定义 E k 为非静电场强
由电动势定义
i
Ek dl
f Ek vB e
d dt
如果回路不闭合,需加辅助线闭合。 大小和方向可分别确定。
一般情况
物理学家麦克斯韦介绍

麦克斯韦方程是宏观电磁场理论的基本 方程,在具体应用这些方程时,还要考虑到介 质特 性对电磁场的影响以及欧姆定律的微分形 式。
方程组的微分形式,通常称为麦克斯韦方 程。 在麦克斯韦方程组中,电场和磁场已经成 为一个不可分割的整体。该方程组系统而完整 地概括 了电磁场的基本规律,并预言了电磁波 的存在。
综合上述两点可知,变化的电场和变化 的磁场彼此不是孤立的,它们永远密切地联系 在一 起,相互激发,组成一个统一的电磁场 的整体。这就是麦克斯韦电磁场理论的基本概 念。
在麦克斯韦电磁场理论中,自由电荷可激 发电场 ,变化磁场也可激发电场。又由于, 稳恒电流可激发磁场 ,变化电场也可激发磁 场 。因此,在一般情况下,电磁场的基本规 律中,应该既包含稳恒电、磁场的规律,也包 含变化电磁场的规律,
正是现代最前沿的物理学所给我们带来的困惑。
(三) 麦克斯韦方程组揭示了电场与磁场 相互转化中产生的对称性优美,这种优美以现代 数学形式得 到充分的表达。但是,我们一方则 应当承认,恰当的数学形式才能充分展示经验方 法中看不到 的整体性(电磁对称性),但别一 方面,我们也不应当忘记,这种对称性的优美是 以数学形式 反映出来的电磁场的统一本质,因 此我们应当认为是在数学的表达方式中“发现” 或“看出” 了这种对称性,而不是从物理数学 公式中直接推演出这种本质,这是一个十分重要 但又极易混 淆的事实,而且,这种认识的意义 是非常深刻和长远的 。
(1)
上述四个方程式称为麦克斯韦方程组的积分形式。
将麦克斯韦方程组的积分形式用高等数学中的方 法可变换为微分形式。微分形式的方程组如下 :
(2)
上面四个方程可逐一说明如下:在电磁场中任一 点处
(1)电位移的散度 等于该点处自由电荷的体密 度;
科普揭开电磁感应的奥秘深入了解电磁感应现象

科普揭开电磁感应的奥秘深入了解电磁感应现象电磁感应是指通过磁场的变化引起电场的产生或改变,从而在导体中产生感应电流的现象。
电磁感应是电磁学中的重要概念,也是电力、电子、通讯等领域的基础理论之一。
深入了解电磁感应的原理和应用,对于我们认识电磁学的基本规律以及实际使用中的相关问题至关重要。
一、法拉第电磁感应定律电磁感应的基础定律是法拉第电磁感应定律,由英国物理学家迈克尔·法拉第于1831年提出。
法拉第电磁感应定律描述了磁场变化对导体中感应电流的影响。
具体来说,当导体中的磁通量发生变化时,会在导体中产生感应电动势,并引起感应电流的流动。
根据法拉第电磁感应定律,感应电动势的大小与磁场变化率成正比,以及导体的匝数和导线的面积有关。
这可以用如下公式表示:ε = -N · dΦ/dt其中,ε表示感应电动势的大小,N表示导体中的匝数,dΦ/dt表示磁通量的变化率。
二、涡旋电场与感应电流根据法拉第电磁感应定律,当导体中的感应电动势产生时,由于导体内自由电子的存在,将会引起感应电流的产生。
感应电流按照涡旋形式存在于导体中,被称为涡旋电流。
涡旋电流有一定的特性。
首先,涡旋电流总是产生磁场,这个磁场又会影响到感应电动势的生成。
其次,涡旋电流的方向与磁场变化的方向相反。
当磁场增大时,涡旋电流会产生磁场,试图减小磁场增加的速率;当磁场减小时,涡旋电流也会产生磁场,试图增加磁场减小的速率。
三、电磁感应的应用电磁感应的原理广泛应用于许多领域。
以下是一些电磁感应的常见应用:1. 发电机:发电机是将机械能转化为电能的装置,其工作原理就是利用电磁感应的定律。
通过电磁感应产生感应电动势,并通过感应电流在导线中流动,从而产生电能。
2. 变压器:变压器也是利用电磁感应原理工作的设备。
当交流电通过主线圈时,产生的磁场会感应出一定大小的感应电动势,并通过副线圈引起感应电流的产生,从而实现电压的变换。
3. 感应加热:感应加热是利用感应电流在导体中产生的热量进行加热。
对涡旋电场力做功及涡旋电场中电路的讨论
对涡旋电场力做功及涡旋电场中电路的讨论作者:***来源:《物理教学探讨》2020年第11期摘要:从电磁感应定律出发,对涡旋电场的分布进行了计算,并以此为基础重点讨论了涡旋电场力做功的问题,说明了涡旋电场的部分区域是保守场。
另外,从能量的角度对欧姆定律进行了解释,并以此为基础讨论了渦旋电场中的电流、电压关系。
关键词:涡旋电场;电磁感应;电势;欧姆定律中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1003-6148(2020)11-0061-31 引言涡旋电场的相关问题是中学物理教学中的难点。
对涡旋电场本身的研究已经十分清晰[1],许多文章也用独到的方法探讨了涡旋电场的分布、做功、电势等问题[2-6],这些研究都能很好地为物理教学提供参考。
涡旋电场是有旋无源场,本不能定义电势,但中学物理教学往往又要涉及到涡旋电场力做功和涡旋电场中电路的电压等电学量,故本文将用通俗的语言讨论两个问题:①涡旋电场力做功的特点;②涡旋电场中电路的电流、电压关系。
2 涡旋电场的分布与做功特点2.1 涡旋电场的激发与分布众所周知,变化的磁场会激发出涡旋电场,但涡旋电场的分布不局限在有磁场的区域。
虽然高中阶段不要求会求解涡旋电场的分布,但如果能定性地知道涡旋电场的分布规律,对分析问题会有一定帮助。
下面通过法拉第电磁感应定律来求解,考虑图1所示的变化磁场。
(磁场区的涡旋电场未画出)由法拉第电磁感应定律可知,感应电动势大小为:ε= (1)其中,Φ为磁通量。
由电动势的定义可知,绕半径为r的回路一周,感应电动势ε是涡旋电场力对单位电荷做的功。
因为磁场均匀分布在一个圆形区域,且区域边界和所选回路是同心圆,根据对称性可知在半径为r的回路上各点的涡旋电场场强大小EV处处相等,且沿回路切线方向。
因此,有:ε=EV·2πr(2)结合(1)(2)式可知:EV= ()(3)可见,在磁场区域大小不变且磁场均匀变化时,磁场区域之外场点的涡旋电场强度大小与场点到磁场中心的距离成反比。
法拉第定律、动生与感生、涡旋电场
2013/4/3
示意图
电磁感应现象
2013/4/3
Faraday观察的结果
把可以产生感应电流的情况概括成 五类:
变化的着电流; 变化着的磁场; 运动的稳恒电流; 运动的磁铁; 在磁场中运动的导体。 英语讲解点播
2013/4/3
法拉第对电磁感应的研究
感应电流的出现表明
存在着某种推动电流的非静电力 ——感应电动势
一个表达式 ——矢势表达式不唯一
电线截流任面在上导意闭A合( p载) 流回0I 路Ld1l1在空间某电点流回的路矢势
均匀分布
4 (L1) r
假如电流在载流截面上不均匀分布
A(
p)
0 4
V
j (r' )dV'
r
2013/4/3
矢势公式的应用举例
例题9:一对平行无限长直导线,载有 等量反向电流I
2013/4/3
例题 p164/p180
导 体 棒 在 均 匀 磁 场 中 转 动 时,棒上各点切割磁力线的 速度不同,如何处理?
取微元求出一小段 再积分
L
(v B) dl
L
B v l dl
1 L2 B
0
0
2
U BA
U (B) U ( A)
1 2
L2
B
2013/4/3
例题:一长直导线载有电流I, 旁边有一与它共面的矩形线圈, 线圈的长边与直导线平行,矩
的感应电流呈涡旋 状——涡电流
大块金属电阻小, 涡电流大,释放大
高频感应加热
量热量
电磁炉
2013/4/3
电磁阻尼
涡电流在磁场中 所受到安培力
——电磁阻尼
阻尼摆演示
物理学-第八章电磁感应 电磁场
1 = B ( R12 22 ) = 226V R 2
盘边缘的电势高于中 心转轴的电势。
8-2 动生电动势和感生电动势
二 感生电动势
产生感生电动势的非静电场
感生电场
麦克斯韦假设:变化的磁场在其周围空间激发一种电场,这个电 场叫感生电场 E k 。
闭合回路中的感生电动势:
l
8-1 电磁感应定律
楞次定律是能量守恒定律的一种 表现。
要移动导线,就需要外力对它作 功,这样就把某种形式的能量转 换为其它形式的能量。 (1)稳恒磁场中的导体运动,或者回路面积变化、取向变化等 动生电动势 (2)导体不动、磁场变化
感生电动势
= Ek d l Ek
非静电的电场强度
H =0
R1 < r < R 2 , H =
wm
r > R 2, H = 0 I2 1 I = H2= )2= ( 82 r 2 2 2r 2
I 2r
8-5 磁场的能量 磁场能量密度
I2 W m = Vw m dV = V 2 2 dV 8 r
单位长度壳层体积:
= 2 rdr × 1 R2 I 2 I2 R 2 dr = ln Wm= R1 4 r 4 R1 dV
8-1 电磁感应定律
一 电磁感应现象
法拉第(1791-1867):伟大的英 国物理学家和化学家。他创造性地提出 场的思想,磁场这一名称是法拉第最早 引入的。他是电磁理论的创始人之一, 于1831年发现电磁现象,后又相继发现 电解定律,物质的抗磁性和顺磁性,以 及光的偏振面在磁场中的旋转。
N
S
当穿过闭合导体回路所围面积的磁通 量发生变化时,不管这种变化是由于 什么原因所引起的,回路中就有电 流。这种现象叫做电磁感应现象。回 路中所出现的电流叫做感应电流。
电磁感应的原理和应用实例
感应电动机
工作原理:利用电磁感应原理,将电能转换为机械能,实现电机的旋转运动。
应用领域:广泛应用于工业、农业、交通、医疗等领域,如电动工具、洗衣机、电动车等。
优势特点:结构简单、效率高、维护方便、可靠性高。
未来发展:随着能源和环保需求的提高,感应电动机在未来将更加注重能效和环保性能的提 升。
目前,新型电磁感应器件的研发已经取 得了一些重要进展,如高灵敏度、高精 度、小型化的电磁感应器件。
未来,新型电磁感应器件的研发将更 加注重智能化、网络化、集成化等方 面的发展,以满足更广泛的应用需求。
随着科技的不断发展,新型电磁感应器 件的研发将不断涌现出新的成果,为电 磁感应技术的应用带来更多创新和突破。
优势:速度快、无噪音、 无振动、节省能源
未来发展:随着技术的 不断进步,磁悬浮列车 有望成为未来城市交通 的重要方式之一
磁记录技术
简介:磁记录技 术是一种利用磁 场记录和存储信 息的技术,广泛 应用于计算机硬 盘、磁带等存储
设备中。
工作原理:通过 改变磁性材料的 磁化方向来记录 二进制数据,利 用磁场的强弱来 表示不同的信息
添加标题
添加标题Βιβλιοθήκη 添加标题应用:医学成像、化学分析、生物 学研究等领域。
发展:随着超导技术、脉冲序列设 计等技术的进步,核磁共振成像技 术不断提高成像速度和分辨率。
粒子加速器
原理:利用电磁感应加速带电 粒子
应用:研究物质结构、核物理 等领域
实例:回旋加速器、直线加速 器等
优势:可实现高能粒子的加速 与聚焦
楞次定律
楞次定律定义:感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
楞次定律的表述:感应电流的方向总是使得它的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变 化。
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涡旋电场和电磁感应定律前言我找到了有真实形式的涡旋电场。
麦克斯韦150年前假说的这个电场,今天揭开面纱与世人见面。
面纱揭开,迷雾吹散,因而我能够推翻法拉第电磁感应定律和建立新电磁感感定律。
新电磁感应定律能计算导体在两点间运行所生电动势的大小,还能用于发电机、变压器的制造和无线电技术。
公式的使用,将结束电力设备中诸量叫“参数”的时代,因为用新公式能求得准确数据。
本文从涡旋电场概念讲起,不断出现新名词,新定律,新公式。
文章末尾是新定律的应用举例和实验。
1 什么是涡旋电场?原子由原子核和核外电子构成。
电子绕核运转,我叫它环形电流,简称电流环。
既是电流,据奥斯特实验,此环必有磁场。
电流环的磁场受变化磁场作用会发生增强和削弱两种奇妙变化。
这变化就是涡旋电场。
涡旋电场一旦形成,电流环中许多电子就不绕核转了,而是沿环上某点的切线方向飞出,形成感生电动势。
(本文不用“感应电动势”、“磁感应强度”等词)。
我不是说神话,我能绘出示意图讲解。
⊙M是放置在我们右前方的一个电流环。
设它水平。
L1、L2是环左右两侧磁场中的磁力线。
一侧一根为代表。
D 是放置在我们左前方的电磁铁。
设它正立坐在水平面上。
N是它的一根磁力线。
它竖直射向天空,返回时垂直穿过电流环的环面。
D方是信号发射装置,M方是信号接收装置。
这是题设,你要识图。
实验开始。
把K闭合。
闭合的刹那,一个外磁场向M飞来。
b表示外磁场传播方向。
N表示外磁场的磁场方向。
怎样飞来?像火车一样飞来。
磁场有头,叫场首,像火车有头一样。
一个磁场产生,不是同时充满宇宙,而是由近而远渐生。
有迟早之分。
场首是空间中,磁场从无到有的分界线。
就是说,传播中的磁场前沿是场首。
在我们的图中,场首N到电流环M的左沿,接着进入环(越过A点)。
又从环的右沿出来(越过B点)。
N接着就离开地球远走了。
这一过程中,你见到两个现象吗?我见到了。
它是:首N靠近环,未进入环时刻,L1与N反向。
所以L1被削弱。
首N进入环,未出环时刻L2与N同向。
所以L2被加强。
这就是强弱现象。
这就是涡旋电场.不信吗?请读下文。
2 一次来首和一次离尾强弱现象是外磁场给电流环的力。
我们知道,物体受外力作用要改变运动状态或方向。
这里,电流环受力后环中电子脱轨,生成感生电动势。
这是一次来首生势。
首过之后,生势停止。
为什么停止?因为首进入环,A两侧受力平衡.削弱现象停止。
首出了环,B两侧也受力平衡。
加强现象停止(同一根磁力线L在电流环的内外两方,同时受大小相等,方向相同的力N作用,L受力必平衡。
杠杆是⊙A、⊙B的直径。
支点分别是A、B)。
因此,强弱现象是电流环某时刻发生的现象,不是持久现象。
只有外磁场的首尾来到时才发生。
下边讲尾对电流环的作用.火车有尾,外磁场也有尾。
这个尾是图3中电键K 断开的刹那出现的磁场变化。
K断开,磁场灭亡。
磁场很大,充满宇宙,近处先灭,远处后灭。
灭与未灭的分界叫场尾。
换句话说,场尾是退走的磁场后沿。
图3中,场尾N始于磁源D向电流环M走来。
b示尾的走向,N示外磁场的作用力方向。
尾N进入环未出环时刻,环内L1与N同向,故L1被加强.尾N出了环,未远离环时刻,环外L2与N反向.故L2被削弱.这又是强弱现象.又是涡旋电场.又有电子脱轨.这是一次离尾生势.尾过之后,一切平静,和首走过、尾未到时刻完全一样。
与来首生势相比,离尾生势中,电流环的加强侧不同,因而电动势方向不同.图1中,电流环B侧加强.电动势方向是“向我来”(射线BC)。
图3中,电流环A侧加强,电动势方向是“离我去”(射线AE)。
为什么是这个方向?因为这个方向符合楞次定律。
所以环的加强侧环的电流方向是新生电动势方向。
此向和电子运动方向相反。
所以电流环受力后,电子脱轨之处是环的削弱侧。
上文主要讲了场首、场尾的概念和作用。
由此,我想到一个比喻。
天平两盘失去平衡的两个时刻是什么?匀雨的雨首击左盘,尚未击右盘时刻。
雨尾击过左盘,正击右盘时刻。
匀雨中的两盘始终平衡,和无雨时刻相同。
3 连续来首和连续离尾进一步研究。
我们把图1、图3中的磁源换成用滑动变阻器控制的磁源。
那么,滑片P向强电流方向滑,发出随时间增强的外磁场。
我们设这种磁场为台梯,由先后到达的无数场首构成。
这时生成持续电动势。
这是连续来首生势。
同理,滑片P向弱电流方向滑,发出随时间减弱的外磁场。
我们也设磁场为台梯。
由先后到达的无数场尾构成.这时也生成持续电动势。
这是连续离尾生势。
注意,我们要更进一步研究。
我们将变阻器控制的磁源拿走,换成永磁铁。
我们叫电流环做靠近永磁铁运动。
这时生成持续电动势。
这是因为电流环M仍能得到随时间增强的电磁波。
同理,我们叫电流环做远离永磁铁运动,这时生成持续电动势。
这是因为电流环M仍能得到随时间减弱的电磁波。
因此,我们得出结论:改变电磁铁的电流方向及强度(变流)和改变导体与磁体的距离(变距),生势原理相同。
4 说电磁波凡变化磁场必由场首、场尾二者或二者之一构成。
没有首尾的磁场非变化磁场。
而首尾必传播。
因此,变化磁场就是电磁波。
简称电波。
电磁波分完整电波和残片电波两种。
LC电路和旋转磁极发射的电波是完整电波。
完整电波有周期。
它是S极方向的波尾,接N极方向的波首,N极方向的波尾,接S极方向的波首。
因此一周期含两组场首和两组场尾。
可使导体产生两次来首生势和两次离尾生势。
若一次生势时间为△t,则电波的一个周期T=4△t我们把无周期的电波都叫残片电波。
导体、磁体相对无规则运动所生电波,变阻器滑片任意滑动所生电波,皆是。
下面,我们来看四种残片电波。
设西安火车站一磁体A不动。
又设某列车B为一段闭合导体。
B由西安向兰州飞驰时,A即向B发来由强变弱的电波。
火车开出的第一秒,全车同时变弱。
可是从第二秒起,总是车尾先弱,车头后弱。
所以电波从车尾向车头传。
磁源不动,导体中出现的电波,传不出导体。
总是从导体面磁源侧传到导体背磁源侧。
这里,电波从车尾传到车头就终止。
波不出车厢。
又设兰州向西安开来一闭合导体列车C。
C向A靠近。
A即向C发来由弱变强的电波。
火车开出的第一秒,全车同时变强。
可是从第二秒起,列车上的每一个变化都始于车头。
即车头先变强,车尾后变强。
故电波从车头向车尾传.我们又令磁体A乘机西飞。
因A向西走,故欧州方向的所有空间都得到由弱变强的电波(强波)。
同时,太平洋方向的所有空间都得到由强变弱的电波(弱波)。
空间中的这两种电波传向是什么?我不单答此问。
电波不论强波、弱波,完整的、残片的,都是离开磁源向外传(不说“从磁源向外传”。
因为离开磁源而走的电波不一定都始于磁源)。
电波传播学说是:导体靠近磁源,导体上磁场强度要增强。
面磁源侧先增,背磁源侧后增。
故电波离开磁源向外传。
导体远离磁源,导体上磁场强度要减弱,面磁源侧先减,背磁源侧后减。
故电波离开磁源向外传。
最后要说:电磁波前后两时刻总是以不同形式穿过有限空间和无限空间。
空间中一切由原子核、电子层构成的物质都被它冲击,先生涡旋电场,后生感生电动势。
这是电磁波的特点和性质。
最后还要说:电波传播与磁源变化同速。
电流光速变化,波也光速传播(“你能变多快,我能传多快。
”波说)。
发电机中,波与运行磁极或电枢的线速度同速。
上文前两个波与火车B、C同速;后两个波与磁源D同速。
总之,导体、磁源相对运动产生的电波,传速就是相对运动速度。
导体、磁源一动一静者,波速与动者同。
二者异向动者,波速是二速之和。
二者同向动者,波速是二速之差。
二速无差,则是无波。
5 生势与不生势的电流环不敢说电磁波到来时,空间中的所有电流环都产生涡旋电场。
但是,我这里画的四种不同姿势的电流环,受同一个电磁波作用时,不仅都产生涡旋电场,且能产生方向一致的感生电动势。
图7中,ABCD四个电流环的姿势是:A环正立,B环倒立,CD两环躺着。
C环头向右,D环头向左。
环中极棒是立体感的参照物。
设N极是环的头,S极是环的脚。
同一个场首N来到时,A环强侧在左,感生电动势方向是I1。
B环强侧在右,感生电动势方向是I2。
C D两环特殊:首到环平面左,未到环平面右时刻,在环左侧,加强、削弱两个现象同时进行。
C环强侧在上,D环强侧在下。
感生电动势方向是I3、I4。
四个方向都是“向我来”。
同一个场尾N来到时,这四环同时改变加强侧。
电动势方向都改为“离我去”。
我不画了。
读者自已画出看。
CD两环特殊。
强弱现象是:尾离环平面左,未远离环平面右时刻,在环右侧,加强、削弱两个现象同时进行。
不产生涡旋电场的环是什么姿势?图8就是。
左环头对读者躺。
右环脚对读者躺。
场首从读者左方来。
我们看到,环的头脚两方,场首N总是同时到达。
环的磁场L1、L2总是受力平衡。
又看到,N与L3、L4也无力的关系。
若场尾来到,情况相同。
若首尾从读者右方来,情况也相同。
总之,这个姿势不好。
要产生涡旋电场,须变姿势,或变首尾传播方向。
6 切割磁力线问题导体运动须切割磁力线。
否则不生电。
为什么?不切割磁力线的情况有两种。
第一种,见图9.图中,导体ab纵向向右走。
右手定则得电动势方向是“离我去”。
这个方向是导体的横向。
横向排列的原子队伍短,电动势的总和小得很,测不出来。
不是导体中未生涡旋电场和电动势。
第二种见图10.图中,导体ab横向和磁力线N平行移动。
此时导体中没有电波。
因为导体、磁体相对位置未变。
磁体周围是非匀强磁场。
导体须改变与磁体的距离,才能获得电波。
7 生势定律涡旋电场向人提示:产生电动势的物体是导体,不是回路内空间。
导体生势时,外磁场强弱变化,且磁力线切割导体。
于是有以下定律:第一生势定律:导体切割磁力线时,若导体上前后两时刻的磁场强度不相等,该导体才产生感生电动势。
第二生势定律:导体切割磁力线时,若穿过导体的磁通量发生变化,该导体才产生感生电动势。
据第一生势定律有:△B=B2-B1。
这是将导体上前后两时刻的电波强度用B1、B2表示,电磁波首尾的大小用△B表示得到的公式。
公式说:△B是电磁波的末波强度B2与初波强度B1之差。
据公式,电动势类型有强波生势、弱波生势,磁通变大生势、磁通变小生势。
上文有来首生势、离尾生势。
8 法拉第电磁感应定律错了法拉第电磁感应定律的实验装置中,回路内磁通量虽有变化,但是涡旋电场认为生电物体是导体,不是回路内空间。
穿导体的磁通量变化没有?匀速运行于匀强磁场中的导体,前后两时刻,不会有磁场强度差的。
就是说,匀速在匀雨中行走的人,前后两时刻,鼻尖碰的雨点数必相等。
因此,这个定律错了。
插语:若人时快时慢地在匀雨中行走,前后两时刻,鼻尖碰的雨点数必不等。
或人匀速,而雨非匀,前后两时刻鼻尖碰的雨点数也不等.9 第二电磁感应定律我们由匀强磁场中的匀速运动导体不生势,得到如下定律。
闭合回路的部分导体在匀强磁场中匀速切割磁力线运动,是绝不生电动势的。
若此导体变速运动,则一定生势。
此时,导体具有的电动势的大小与这部分导体的长L成正比,与导体的加速度a成正比,与这个匀强磁场的磁场强度B成正比。