感应电流公式()

电磁学就像一对形影不离的恋人，他们形影不离，相互交融。可以说，没有磁性，就没有现代电气技术的发展。所以电的研究离不开磁的研究。

在上次的学习和分享中，我们主要学习了磁性的一些概念和物理量。在了解什么是磁性的前提下，这次我们来学习一些电和磁结合的基础知识。

在#电学基础#课程中，曹老师结合各种实例、理论、习题，详细讲解了很多电磁感应的知识，旨在让学生更好地理解电与磁的关系。

在这里，我就顺着曹老师的思路，和大家一一学习。

发电的形式有很多种，但我们熟悉的是摩擦起电和电磁感应。摩擦起电产生的电能只是稍纵即逝，通过电磁感应产生电能才是现代的主流。

1820年奥斯特发现电流的磁效应使电磁学的研究从电磁分离跃升到电磁互联的研究阶段，随后在1831年法拉第发现了电磁感应现象及其规律。电磁感应简单来说就是电产生磁或者磁产生电的现象。静电荷周围有静电场，而运动电荷周围不仅有电场，还有磁场。

在奥斯特发现电磁学的相关性后，法国物理学家相继发现载流导线附近的磁场和电流I的流动方向服从右手螺旋法则，又称安培法则，即右手握住直导线，拇指指向电流方向，四指弯曲的方向为磁场方向；对于圆形电流，比如通电的螺线管，拇指指向磁场方向，四指弯曲方向表示电流方向。

图18-1分别显示了载流导线和载流螺线管的磁场和电流之间的方向关系。

图18-1图18-1

从上一次的学习和分享中我们知道，同性相斥，异性相吸。同样，根据电磁感应现象，两根载流导线之间或者两个通电的螺线管之间也会起到强大的作用。

右手螺旋法则不同于右手法则。右手螺旋法则用来判断感应电动势的方向，右手螺旋法则用来判断磁场的方向。两者有本质区别。

结合上次学过的磁学知识，从图18-1中还可以发现，磁感应线是闭合曲线，它们不会相交，因为磁场中某一点的磁感应强度方向是确定的。如果它们相交，显然与只有一个方向的性质相矛盾。

螺线管激发的磁场明显类似于条形磁铁，所以我们可以很快得出结论，线圈两端磁极处的磁感应强度最高，其方向是从线圈内部的南极到北极，然后从北极出来，通过线圈外部沿一定路径返回南极。

如果有兴趣，也可以自己做一个小实验，做一个小线圈，然后在线圈周围放置一个小磁针，通电后观察磁针的旋转方向，如图18-2所示；或者在线圈周围撒上铁粉，然后观察铁粉的分布。

图18-2图18-2

事实上，法国物理学家安培也发现放置在磁铁附近的载流导线会受到作用而运动，载流导线之间也存在相互作用力，并得出两个电流之间的作用力和两个磁铁之间的作用力遵循类似的规律，如图18-3所示。

图18-3图18-3

1831年，法拉第发现了电磁感应现象及其基本规律，揭示了电和磁的内在联系。通过实验，他把检流计和线圈连接起来形成回路，让条形磁铁快速地在线圈中插拔。他发现检流计会偏转，在“插入”和“拔出”的情况下偏转方向相反，磁铁还在线圈中时检流计不会偏转。

这说明感应电流与线圈回路中磁场随时间的变化有关，如图18-4左侧所示。如图18-4中的右图所示，一个具有正交磁感应线的导体框架被放置在均匀恒定的磁场中。当导体L左右滑动时，连接在回路上的检流计也会偏转。此时，磁体之间的磁性不变，但通过导体框架的磁通量因线圈所围成的面积的变化而变化。

综上所述，只要与导线或线圈相联系的磁通量发生变化(包括大小的变化)，导线或线圈中就会感应出电动势。当感应电动势与外电路相连形成闭合回路时，回路中就会有电流。这种现象叫做电磁感应。

图18-4图18-4

这种因磁通量变化而产生的电动势称为感应电动势。感应电流只存在于导线或线圈与外电路形成闭合回路时，无论回路闭合与否，感应电动势都存在。

显然，如果导线在磁场中切割磁感应线，导线中就会产生感应电动势。感应电动势的大小与磁感应强度B、导线长度L和导线切割磁感应线的速度V有关，其大小为E=Blv，如下图18-5所示。

图18-5图18-5

图18-5所示公式，假设在均匀磁场B中，导体ab在垂直于B的方向上以速度V运动，当导体的运动方向不垂直于B方向时，其感应电动势E=Blvsinθ，其中θ为磁力线与速度方向的夹角。

感应电动势的方向可以用右手定则来确定，即伸出右手，使拇指与其他四指垂直，并且都与手掌在同一平面；让磁感应线从手掌进入，拇指指向导线运动的方向。此时四指所指的方向就是感应电动势的方向。

1845年，德国物理学家纽曼在法拉第工作的基础上，推导出法拉第电磁感应定律的定量表达式。可以表述为:当与导线回路相链接的磁通量发生变化时，导线会产生感应电动势。导线回路中感应电动势E的大小与通过回路的磁通量φ随时间的变化率dφ/dt成正比，即感应电动势的大小为e =-δ φ/δ t .这个公式只适用于单匝线圈组成的电路。

产生感应电动势的闭合电路必然流过感应电流，其方向与感应电动势的方向一致。这个方向可以根据楞次定律来判断，即闭合电路中感应电流的方向总是使其自身的磁通量阻碍闭合电路中原始磁通量(引起感应电流的磁通量)的变化。

简单来说就是原始磁通量在增加，也就是说如果原始磁通量在增加，那么感应电流产生的磁通量与原始磁通量是相反的。如果初级磁通量处于减少状态，则由感应电流产生的磁通量与初级磁通量方向相同。

图18-6图18-6

图18-6是结合法拉第电磁感应定律和楞次定律得到的各种磁通变化引起的回路中感应电动势和感应电流的方向。

比如最左边的图，磁铁向上运动，初级磁通向上引出，在线圈中增大，也就是此时磁通变化率大于零。根据法拉第电磁感应定律，此时感应电动势为负，线圈中感应电流产生的磁通量与初级磁通量相反，向下。

如上所述，公式e =-δφ/δt适用于单匝线圈回路。如果线圈有N匝，所有磁通都经过线圈的N匝，与线圈相交的链的总磁通为Nφ，称为磁链。单位是Wb(韦伯)。此时线圈的感应电动势为E =-δNφ/δt =-Nδφ/δt。

简单理解就是线圈的感应电动势会随着匝数的增加而增加很多倍。这是因为一匝线圈的感应电动势为E，N匝线圈有N个E叠加。

电磁学的知识比较难，有很多规律和定律，需要大家慢慢去探索和理解。我的建议是，把那些规律和规则进行比较，想一想它们的区别和相关的地方，做一个总结，那么电磁感应的内容就会相对简单易懂。(原创技术培训，杨思慧撰写，未经授权不得转载，违者必究！)

所以，这次学习和分享到此为止。请在评论区留言转发。请注意@京京京京京京京京京京京京京京京京京京京京

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