电磁感应产生感应电流的条件

一、电磁感应

当导体相对磁场运动而切割磁力线或通过线圈的磁通发生变化时，导体或线圈中就会有感生电动势产生，如果导体或线圈是闭合回路的一部分，导体或线圈中就将有电流产生，这种现象叫做电磁感应。通过电磁感应产生的电流叫做感应电流。

1、 产生感应电流的条件

通过闭合电路的磁通量发生变化。

2、 产生感应电动势的条件

无论回路是否闭合，只要通过线圈平面的磁通量发生变化，线路中就有感应电动势。

3、 电磁感应现象的实质是产生感应电动势，如果回路闭合，则有感应电流，回路不闭合，则只有感应电动势而无感应电流。

二、导体切割磁力线时的感生电动势

1、 导体切割磁力线产生的感生电动势或电流方向可用右手定则确定。

2、 导体切割磁力线产生感应电动势的计算公式为E=BLVsinα。式中

B为均匀磁场的磁感强度，T；

L为导体在磁场中的有效长度，m；

V为导体切割磁力线运动的速度，m/s；α为导体切割磁力线运动的方向与磁力线的夹角；

E为感生电动势。

3、 导体切割磁力线运动方向与磁力线平行时，α=0°，sinα=0，导体中产生的感生电动势e=0；

导体切割磁力线运动方向与磁力线垂直时，α=90°，sinα=1，导体中产生的感生电动势Em=BLV。

三、线圈回路磁通变化时的感生电动势

通常用楞次定律来判断感生电动势的方向，用法拉第电磁感应定律来计算感生电动势的大小。

1、楞次定律

当闭合线圈回路中磁通量发生变化时，回路中就有感生电流产生，感生电流的磁场总是阻碍原磁场的变化。

1）线圈回路磁通变化产生的感生电动势或电流的方向，可以用楞次定律来确定。

（1）首先判断原磁通的方向及其变化趋势：增加还是减少；

（2）根据感生电流的磁场方向和原磁通变化趋势相反的原则，确定感生电流的磁场方向；

（3）根据感生电流的磁场方向，用右手螺旋定则判断感生电动势或感生电流的方向。

（4）原磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反；当原磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，即增反减同。

2）楞次定律的另一种表述

感应电流表现形式有三种：

（1）阻碍原磁通量的变化；

（2）阻碍物体间的相对运动；

（3）阻碍原电流的变化(自感)。

2、法拉第电磁感应定律

线圈回路磁通变化产生电动势的大小与通过线圈回路的磁通量的变化成正比。N匝线圈感生电动势大小表达式：E=N△Φ/△t，式中

N为线圈匝数；

△Φ/△t为磁通变化率，Wb/s；

E为感生电动势，V。

四、自感

1、自感

由于线圈本身的电流发生变化而产生感生电动势的电磁现象叫做自感现象，简称自感。

2、磁链

磁链是导电线圈或电流回路所链环的磁通量。磁链等于导电线圈匝数N与穿过该线圈各匝的平均磁通量Φ的乘积，故又称磁通匝。用Ψ表示，Ψ=NΦ。

3、自感系数

线圈的磁链和电流的比值叫做线圈的自感系数，又叫电感。电感是表示线圈产生自感磁链本领大小的物理量。用L表示，L= Ψ/i。

4、自感电动势

由自感产生的感生电动势叫自感电动势。自感电动势的大小取决于线圈自感系数和本身电流变化的快慢，自感电动势方向总是阻碍电流的变化，即电流增大时，自感电动势的方向与电流方向相反，电流减小时，自感电动势的方向与电流方向相同。

五、互感

1、互感

一个线圈中的电流变化在另一个线圈中产生感生电动势的电磁现象叫做互感现象。

2、互感系数

互感系数是互感现象中在一个电路中所感生的磁通除以在另一个电路中产生该磁通的电流，简称互感。其大小与线圈的匝数、尺寸、相对位置及线圈中介质的磁导率有关。

3、互感电动势

由互感产生的电动势叫互感电动势。互感电动势的方向仍可用用次定律来判断，不仅取决于磁通的增减还与线圈的绕向有关。

六、涡流

1、涡流现象

在一根导体外面绕上线圈，并让线圈通入交变电流，线圈就产生交变磁场。由于线圈中间的导体在圆周方向是可以等效成一圈圈的闭合电路，闭合电路中的磁通量在不断发生改变，所以在导体的圆周方向会产生感应电动势和感应电流，电流的方向沿导体的圆周方向转圈，就像一圈圈的漩涡，所以这种在整块导体内部发生电磁感应而产生感应电流的现象称为涡流现象。

2、涡流损耗

因涡流而导致能量损耗称为涡流损耗。涡流损耗的大小与磁场的变化方式、导体的运动、导体的几何形状、导体的磁导率和电导率等因素有关。

3、涡流抑制

大块的导体在磁场中运动或处在变化的磁场中，都要产生感应电动势，形成涡流，引起较大的涡流损耗。为减少涡流损耗，常将铁心用许多铁磁导体薄片例如硅钢片叠成，这些薄片被分开呈梯形状，表面涂有薄层绝缘漆或绝缘的氧化物。磁场穿过薄片的狭窄截面时，涡流被限制在沿各片中的一些狭小回路流过，这些回路中的净电动势较小，回路的长度较大，再由于这种薄片材料的电阻率大，这样就可以显著地减小涡流损耗。所以，交流电机、变压器中广泛采用叠片铁芯。