電磁感應

電磁感應（Electromagnetic induction）現象是指放在變化磁通量中的導體，會產生電動勢。此電動勢稱為感應電動勢或感生電動勢，若將此導體閉合成一迴路，則該電動勢會驅使電子流動，形成感應電流（感生電流）邁克爾·法拉第是一般被認定為於1831年發現了電磁感應的人，雖然Francesco Zantedeschi1829年的工作可能對此有所預見。

電磁感應
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電磁感應是指因為磁通量變化產生感應電動勢的現象。電磁感應現象的發現，是電磁學領域中最偉大的成就之一。它不僅揭示了電與磁之間的內在聯繫，而且為電與磁之間的相互轉化奠定了實驗基礎，為人類獲取巨大而廉價的電能開闢了道路，在實用上有重大意義。電磁感應現象的發現，標誌着一場重大的工業和技術革命的到來。事實證明，電磁感應在電工、電子技術、電氣化、自動化方面的廣泛應用對推動社會生產力和科學技術的發展發揮了重要的作用。

目錄

發現

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1820年奧斯特發現電流磁效應後，許多物理學家便試圖尋找它的逆效應，提出了磁能否產生電，磁能否對電作用的問題。

1822年D.F.J.阿喇戈和A.von洪堡在測量地磁強度時，偶然發現金屬對附近磁針的振盪有阻尼作用。1824年，阿喇戈根據這個現象做了銅盤實驗，發現轉動的銅盤會帶動上方自由懸掛的磁針旋轉，但磁針的旋轉與銅盤不同步，稍滯後。電磁阻尼和電磁驅動是最早發現的電磁感應現象，但由於沒有直接表現為感應電流，當時未能予以說明。

1831年8月，英國科學家法拉第經過十幾年的不懈努力，終於發現，不僅電流會產生磁場，磁場也會產生電流。

法拉第在軟鐵環兩側分別繞兩個線圈 ，其一為閉合迴路，在導線下端附近平行放置一磁針，另一與電池組相連，接開關，形成有電源的閉合迴路。在無電池組的線圈中出現了感應電流。法拉第立即意識到，這是一種非恆定的暫態效應。緊接着他做了幾十個實驗，把產生感應電流的情形概括為 5 類 ：變化的電流 ， 變化的磁場，運動的恆定電流，運動的磁鐵，在磁場中運動的導體，並把這些現象正式定名為電磁感應。

進而法拉第發現，在相同條件下不同金屬導體迴路中產生的感應電流與導體的導電能力成正比，他由此認識到，感應電流是由與導體性質無關的感應電動勢產生的，即使沒有迴路沒有感應電流，感應電動勢依然存在。後來，給出了確定感應電流方向的楞次定律以及描述電磁感應定量規律的法拉第電磁感應定律。並按產生原因的不同，把感應電動勢分為動生電動勢和感生電動勢兩種，前者起源於洛倫茲力，後者起源於變化磁場產生的有旋電場。

基本概念

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1831年，一位叫邁克爾.法拉第的科學家發現了磁與電之間的相互聯繫和轉化關係。只要穿過閉合電路的磁通量發生變化，閉合電路中就會產生感應電流。這種利用磁場產生電流的現象稱為電磁感應（Electromagnetic induction），產生的電流叫做感應電流，產生的電動勢叫感應電動勢。

產生條件

穿過閉合電路的磁通量發生變化，導體或者線圈中就有感應電動勢產生。

讓磁通量發生變化的方法有兩種，一種方法是讓閉合電路中的導體在磁場中做切割磁感線的運動；另一種方法是讓磁場在導體內運動。

電磁感應定律

電磁感應研究的是其他形式能轉化為電能的特點和規律，其核心是法拉第電磁感應定律和楞次定律。

一、法拉第定律

法拉第的實驗表明，不論用什麼方法，只要穿過閉合電路的磁通量發生變化，閉合電路中就有電流產生。這種現象稱為電磁感應現象，所產生的電流稱為感應電流。法拉第根據大量實驗事實總結出了如下定律：

電路中感應電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通變化率成正比，這就是法拉第電磁感應定律。

感應電動勢的表達式 e(t) = -n(dΦ)/(dt)

二、楞次定律

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1834年德國物理學家楞次通過實驗總結出：感應電流的方向總是要使感應電流的磁場阻礙引起感應電流的磁通量的變化。當閉合電路中的磁通量發生變化引起感應電流時，用楞次定律判斷感應電流的方向。

楞次定律的內容：感應電流的磁場總是阻礙引起感應電流為磁通量變化。

應用楞次定律判斷感應電流方向的具體步驟：

1、查明原磁場的方向及磁通量的變化情況；

2、根據楞次定律中的「阻礙」確定感應電流產生的磁場方向；

3、由感應電流產生的磁場方向用安培表判斷出感應電流的方向。

科技應用

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1、各種電機

各種發電機是電磁感應原理的最早應用，大到三峽電站70萬千瓦發電機組，小到汽車用發電機，再小到兒童滑板車中驅動LED發光的微型發電裝置，都是電磁感應原理最早、最典型、最基本的應用。各種電動機。利用通電導線在磁場中會受到力的作用，製成各種各樣大大小小的電動機，廣義上這也是電磁感應原理的應用。

2、各種變壓器

各種交流電力變壓器，以 電→磁→電 的過程，實現電壓由高變低或由低變高的變化，並很好實現了高低壓隔離。各種用途的變壓器、電感線圈、繼電器、電磁鐵等非常多，這裡就不一一列舉了。

3、各種無線電信號收發設備

任何變化的電場周圍都會產生磁場，任何變化的磁場周圍又會產生電場，這樣由近及遠的傳播就形成了電磁波。這也是電磁感應的一種形式。手機信號、收音機信號等等，很多很多。

4、各種儀器儀表

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如指針式萬用表，測交流電流的鉗型電流表，電壓電流電能表等等。

5、家用電器

如電磁爐、微波爐、抽油煙機、手機充電器、兒童玩具等等。

6、各種電器設備

動圈式話筒、磁帶錄音機 、汽車車速表

7、熔煉金屬

歷史意義

電磁感應現象是電磁學中最重大的發現之一，它揭示了電、磁現象之間的相互聯繫。法拉第電磁感應定律的重要意義在於，一方面，依據電磁感應的原理，人們製造出了發電機，電能的大規模生產和遠距離輸送成為可能;另一方面，電磁感應現象在電工技術、電子技術以及電磁測量等方面都有廣泛的應用。人類社會從此邁進了電氣化時代。

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