电磁学基本原理（更新1）
本帖最后由 倒相，不通气 于 2013-8-7 20:24 编辑讲解几个最基本的原理
一.电磁感应现象
电磁感应现象是指放在变化磁通量中的导体，会产生电动势。这个电动式叫做感生电动式
若将此导体闭合成一回路，则该电动势会驱使电子流动，形成感应电流
1.感生电动势
定义：固定回路中的磁场发生变化，使回路中磁通量变化，而产生的感生电动势。
产生感生电动势时，导体或导体回路不动，而磁场变化
原因：变化磁场产生了有旋电场【有变化的磁场在其周围空间激发的电场叫涡旋电场，也叫感生电场。涡旋电场是一种非保守场，其电场线是无始无终的闭合曲线】旋电场对回路中电荷的作用是一种非静电力，它引起了感生电动势
方向：由低电势指向高电势
物理意义：感应电动势是反映电磁感应现象本质的物理量
方向规定：内电路中的感应电流方向，为感应电动势方向
反电动势：在电动机转动时，线圈中也会产生感应电动势，这个感应电动势总要削弱电源电动势的作用，这个电动势称为反电动势 【扬声器单元在工作中也会有】
2.感应电流
定义：产生的磁场阻碍原磁场磁通量发生变化的电流叫做感应电流
原理：放在变化磁通量中的导体闭合成一回路，则该电动势会驱使电子流动，形成感应电流
判断：安培定则，也叫右手定则，是表示电流和电流激发磁场的磁感线方向间关系的定则。
通电直导线中的安培定则：用右手握住通电直导线，让大拇指指向电流的方向，那么四指的指向就是磁感线的环绕方向
通电螺线管中的安培定则：用右手握住通电螺线管，使四指弯曲与电流方向一致，那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。
影响： ①导线切割的速度大小;②导线切割的速度方向;③永磁体的强度;④切割导线的条数;⑤切割导线的有效长度
公式：根据法拉第电磁感应定律：δ=BLvsinθ（θ是B与v的夹角）
注意：当导体在磁场中静止或平行于磁感线运动时，磁通量没有发生变化，所以无论磁场多强，闭合回路中都无感应电流。
磁通量
设在匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面，磁场的磁感应强度为B，平面的面积为S。
1.定义：在匀强磁场中，磁感应强B与垂直磁场方向的面积S的乘积，叫做穿过这电磁感应个面的磁通量。
2.公式：Φ=BS
当平面与磁场方向不垂直时：
Φ=BS⊥=BSsinθ（θ为两个平面的二面角）
3.物理意义
穿过某个面的磁感线条数表示穿过这个面的磁通量。
4.单位：在国际单位制中，磁通量的单位是韦伯，简称韦，符号是Wb。
1Wb=1T·1m2=1V·s。
相关计算
感应电动势的大小计算公式
E=nΔΦ/Δt 法拉第电磁感应定律 式中 E：感应电动势(V)，n：感应线圈匝数，ΔΦ/Δt:磁通量的变化率
E=BLVsinA 式中的v和L不可以和磁感线平行，但可以不和磁感线垂直，其中sinA为v或L与磁感线的夹角L:有效长度 单位为m
Em=nBSω 交流发电机最大的感应电动势 Em:感应电动势峰值
E=B(L^2)ω/2 导体一端固定以ω旋转切割ω：角速度(rad/s)V:速度(m/s) (L^2)指的是L的平方
磁通量的计算
Φ=BS Φ：磁通量(Wb) B:匀强磁场的磁感应强度(T) S:正对面积(m2)
△Φ=Φ1-Φ2
△Φ=B△S=BLV△t
自感电动势
E自（脚标）=nΔΦ/Δt=LΔI/Δt L:自感系数(H)(线圈L有铁芯比无铁芯时要大) ΔI:变化电流 Δt:时间变化量 ΔI/Δt:自感电流变化率(变化的快慢)
楞次定律
定义：感应电动势趋于产生一个电流，该电流的方向趋于阻止产生此感应电动势的磁通的变化。
表述：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
另一表述：感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因。
说白了：来拒去留
实质：产生感应电流的过程必须遵守能量守恒定律
公式：E=-（d/Δt)N Φ
洛伦兹力
定义：磁场对运动电荷的作用力
公式:F=QvB
F=q(E+v×B） F:洛伦兹力 q: 带电粒子的电荷量 E:电场强度 v:带电粒子的速度 B:磁感应强度
积分形式:F=∫V(pE+J×B)dr
洛伦兹力密度f的表达式：f=pE+ρv×B=pE+J×B
判断：左手定则
左手平展，让磁感线穿过手心，使大拇指与其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内把左手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，手心面向N极(叉进点出)，四指指向电流所指方向，则大拇指的方向就是导体受
力的方向
麦克斯韦方程组
积分式：
变化场与稳恒场的关系：αB/αt=0 αD/αt=0
静电场和稳恒磁场的方程：
场源的自由空间，即q=0, I=0，方程组就成为如下形式：
微分形式
注意：
(1)在不同的惯性参照系中，麦克斯韦方程有同样的形式。
(2) 应用麦克斯韦方程组解决实际问题，还要考虑介质对电磁场的影响。例如在各向同性介质中，电磁场量与介质特性量有下列关系
麦克斯韦方程组微分形式（高斯单位制）
复数形式
电动势
电动势是反映电源把其他形式的能转换成电能的本领的物理量
电动势常用E表示。单位是伏（V）
非静电力把正电荷从负极板移到正极板时要对电荷做功，这个做功的物理过程是产生电源电动势的本质
电动势的大小等于非静电力把单位正电荷从电源的负极，经过电源内部移到电源正极所作的功
设W为电源中非静电力（电源力）把正电荷量q从负极经过电源内部移送到电源正极所作的功，则电动势大小为：E=W/q
电动势的方向规定为从电源的负极经过电源内部指向电源的正极，即与电源两端电压的方向相反
涡电流
涡电流是法国物理学家J.B.L.傅科发现的，所以也叫做傅科电流
描述：当大块导体放在变化着的磁场中或相对于磁场运动时，在这块导体中也会出现感应电流。由于导体内部处处可以构成回路，任意回路所包围面积的磁通量都在变化，因此，这种电流在导体内自行闭合，形成涡旋状，故称为涡电流，以“i涡”表示
原理：涡电流在金属块内流动时,释放出大量的焦耳热。用交流线圈激发交变磁场，使放置在交变磁场中的金属块内产生涡电流而被加热，这叫做感应加热
在变压器、交流电机等交流设备的铁芯中，线圈中交变电流所引起的涡电流导致能量损耗，叫做涡流损耗
位移电流
定义：通过给定有向面S的位移电流密度的通量：式中的是矢量面积元。标量，符号“ID”
位移电流是电位移矢量随时间的变化率对曲面的积分
注：位移电流不是电荷作定向运动的电流，但它引起的变化磁场，也相当于一种电流
位移电流并不是移动的电荷所形成的电流；而是电位移通量对于时间的偏导数
安培环路定理
高斯定律
定义：通过任意闭合曲面的电通量等于该闭合曲面所包围的所有电荷量的代数和与电常数之比
真空中高斯定律积分形式为：
毕奥-萨伐尔定律
电流元 Idl 在空间某点P处产生的磁感应强度 dB 的大小与电流元 Idl 的大小成正比,与电流元 Idl 所在处到 P点的位置矢量和电流元 Idl 之间的夹角 的正弦成正比, 而与电流元 Idl 到P点的距离的平方成反比
磁矢势
描述磁场的矢量
磁场是有旋度无散度场，磁感应线总是闭合的，可表述为磁感应强度的散度恒为零，即∇·B=0
近日 发现仍有坛友对电感的工作原理不明白 特此讲解
当通过闭合回路的电流改变时 会出现电动势来抵抗电流的改变 这种电感称为自感 设一个闭合回路的电流改变，由于感应作用而产生电动势于另外一个闭合回路，这种电感称为互感
原理：楞次定律
电感：电感是衡量闭合回路产生电磁感应能力的物理量
当线圈通入非稳态电流时，周围就会产生变化的磁场。通入线圈的功率越大，激励出来的磁场强度越高，反之则小【饱和除外】
自感系数：是表示电感器产生自感应能力的一个物理量
单位：亨利（简称亨）“H”
常用单位：毫亨（mH）微亨（μH）
关系：1H=1000mH 1mH=1000μH
品质因数 品质因数也称Q值是衡量电感器质量的主要参数
描述：是指电感器在某一频率的交流电压下工作时，所呈现的感抗与其等效损耗电阻之比
电感器的Q值越高，其损耗越小，效率越高
分布电容
分布电容是指线圈的匝与匝之间 线圈与磁心之间 线圈与地之间 线圈与金属之间都存在的电容
计算：
线圈公式：
阻抗（ohm）=2 * 3.14159 * F（工作频率）* 电感量（mH）
设定需用360ohm 阻抗，因此：
电感量（mH）=阻抗（ohm）÷（2*3.14159）÷ F（工作频率）=360÷（2*3.14159）÷ 7.06=8.116mH
据此可以算出绕线圈数：
圈数=[电感量* { （18*圈直径（吋））+（40 * 圈长（吋））}] ÷ 圈直径（吋）
圈数= ÷ 2.047 = 19 圈
空心电感计算公式
空心电感计算公式：L（mH）=（0.08D.D.N.N）/（3D+9W+10H）
D——线圈直径
N——线圈匝数
d ——线径
H——线圈高度
W——线圈宽度
单位分别为毫米和mH
空芯线圈电感量计算公式：
l=（0.01*D*N*N）/（L/D+0.44）
线圈电感量：l 单位：微亨
线圈直径：D，单位：cm
线圈匝数：N，单位：匝
线圈长度：L，单位：cm
频率电感电容计算公式：
l=25330.3/[(f0*f0)*c]
推导：
L=（k*μ0*μs*N2*S）/l
μ0 为真空磁导率=4π*10（-7）。（10的负七次方）
μs 为线圈内部磁芯的相对磁导率，空心线圈时μs=1
N2 为线圈圈数的平方
S 线圈的截面积，单位为平方米
l 线圈的长度， 单位为米
k 系数，取决于线圈的半径（R）与长度（l）的比值。
电感量的单位为H
楞次定律不懂的人 看看这个吧
看来大家技术水平很高啊没人看那就不更新了 有人看,支持楼主,这是喇叭和分频的核心技术! zf45 发表于 2013-8-7 10:26 static/image/common/back.gif
有人看,支持楼主,这是喇叭和分频的核心技术!
大家应该都会所以没人看 我在看，顶楼主:handshake 海之风 发表于 2013-8-7 14:07 static/image/common/back.gif
我在看，顶楼主
谢谢支持 谢谢了。不是没人看。是白天在上班不方便，你这篇字比较多， 不错，科普贴
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