电磁感应：电与磁的相互作用实现的能量转化方式

1.电和磁的关系

（1）电流的磁效应 通电导体周围存在磁场的现象称为电流的磁效应。电与磁不仅有联系，而且它们之间存在相互作用，电能与机械能的相互转化就是通过电与磁之间的作用实现的。图1-5a是通电直导体产生的磁场，图1-5b是通电螺线管产生的磁场。两者的磁场方向均可以用安培定则来确定。

（2）磁场对通电导体的作用力 磁场对通电导体的作用力称为电磁力。电动机通电后的转动，电工仪表通电后的偏转，都是由于磁场对通电导体产生作用力的缘故。

磁场对通电直导体的作用力F可表示为

F=BILsinα （1-12）

式中 F——对导体的作用力（N）；

B——磁感应强度，即单位面积上的磁通（T）；

I——通过导体的电流（A）；

Lsinα——导体在磁场中的有效长度（m）。

磁场对通电线圈的转矩M可表示为

M=BIS （1-13）

式中 M——电磁转矩（N·m）；

B——磁感应强度（T）；

I——通过导体的电流（A）；

S——线圈的面积（m²）。

2.电磁感应(www.xing528.com)

当磁场和导体有相对切割运动时，则在导体中产生电动势，这种现象称为电磁感应。由电磁感应产生的电动势，就叫做感应电动势，其方向可以用右手定则来确定。

当直导线切割磁力线时，产生的感应电动势为

e=BvLsinα （1-14）

式中 e——感应电动势（V）；

B——磁感应强度（T）；

v——导体运动速度（m/s）；

Lsinα——导体在磁场中的有效长度（m）。

当线圈与条形磁铁相对运动时，产生的感应电动势为

式中 N——线圈的匝数；

——磁通变化率(Wb/s)。

3.自感、互感和涡流的概念

1）当线圈中的电流发生变化时，线圈中产生感应电动势的现象叫做自感现象，简称自感。

2）若有A、B两个线圈套在同一个铁心上。当线圈A与交流电源接通时，则在线圈B两端产生感应电动势，这是由于线圈A中的电流所产生的交变磁通也穿过线圈B，于是在线圈B中就产生感应电动势。这种现象就叫做互感现象，简称互感。各种互感器、变压器都是利用这种原理制造出来的。

3）在交流磁路中，通电线圈产生的交变磁通，不仅在线圈中产生感应电动势，而且会在块状铁心中产生感应电流。这种现象叫做涡流。为减少涡流损耗，电机和变压器的铁心通常用涂有绝缘漆的硅钢片叠压而成。