感應電動勢

我們知道，要使閉合電路中有電流，這個電路中必須有電源，因為電流是由電源的電動勢引起的。在電磁感應現象里，既然閉合電路里有感應電流，那麼這個電路中也必定有電動勢，在電磁感應現象中產生的電動勢叫做感應電動勢。產生感應電動勢的那部分導體就是電源。

從1825年到1826年之間，格奧爾格·歐姆做了很多有關於電路的實驗。1827年，在他發表的書《直流電路的數學研究》（Die galvanische Kette, mathematisch bearbeitet）裡面，論述了很多這些實驗和從這些實驗中得到的結果，包括著名的“歐姆定律”。歐姆注意到電路所需要的電源是由電池供給的，電池與電路內的各種物理現象應該有密切關係。他推論電池具有某種“驅動力”，能夠驅使電流流動於電路。他將幾個伏打電池串聯在一起，發覺電流與伏打電池的數量成正比。因此，他提出驅動力與電流成正比。這驅動力就是我們所知的電動勢，在一個簡單的電阻電路里，電動勢等於電流乘以電阻。

後來，於1831年，麥可·法拉第做了一系列有關電磁感應的實驗，從這些實驗，他發現以下幾點：

● ● 當改變載流導線的電流時，附近的閉電路會被感應出電流。

● ● 當移動磁鐵時，附近的閉電路會被感應出電流。

● ● 當移動閉電路於載流導線或磁鐵附近時，這閉電路會被感應出電流。

於1832年，法拉第又發現，產生於不同導線的感應電流與導線的電導率成正比。由於電導率與電阻成反比，這顯示出感應作用涉及了電動勢，感應電流是由電動勢驅使導線的電荷移動而形成的；而且，不論導線是開電路，或是閉電路，都會感應出電動勢。

（1）不論電路是否閉合，只要穿過電路的磁通量發生變化，電路中就產生感應電動勢，產生感應電動勢是電磁感應現象的本質。

（2）磁通量是否變化是電磁感應的根本原因。若磁通量變化了，電路中就會產生感應電動勢，再若電路又是閉合的，電路中將會有感應電流。

（3）產生感應電流只不過是一個現象，它表示電路中在輸送著電能；而產生感應電動勢才是電磁感應現象的本質，它表示電路已經具備了隨時輸出電能的能力。

（4）在磁通量變化相同時，所用的時間△t越大，即磁通量變化越慢，感應電動勢E越小；反之， 越小，即磁通量變化越快，感應電動勢E越大。

（5）在變化時間相同時，變化量越大，表明磁通量變化越快，感應電動勢E越大；反之，變化量越小，表明磁通量變化越慢，感應電動勢E越小。

感應電動勢分為感生電動勢和動生電動勢。

第一類：動生電動勢：

磁場恆定，導體或迴路運動→動。

第二類：感生電動勢：

磁場隨時間變化，導體或迴路靜止→感。

感應電動勢的大小跟穿過閉合電路的磁通量改變的快慢有關係，

產生動生電動勢的那部分做切割磁力線運動的導體就相當於電源。

理論和實踐表明，長度為L的導體，以速度v在磁感應強度為B的勻強磁場中做切割磁感應線運動時，在B、L、v互相垂直的情況下導體中產生的感應電動勢的大小為：，式中的單位均應採用國際單位制，即伏特、特斯拉、米、米每秒。

電磁感應現象中產生的電動勢。常用符號E表示。當穿過某一不閉合線圈的磁通量發生變化時，線圈中雖無感應電流，但感應電動勢依舊存在。當一段導體在勻強磁場中做勻速切割磁感線運動時，不論電路是否閉合，感應電動勢的大小隻與磁感應強度B、導體長度L、切割速度v及v和B方向間夾角θ的正弦值成正比，即(θ為B,L,v三者間通過互相轉化兩兩垂直所得的角)。

在導體棒不切割磁感線時，但閉合迴路中有磁通量變化時，同樣能產生感應電流。

在迴路沒有閉合，但導體棒切割磁感線時，雖不產生感應電流，但有電動勢。因為導體棒做切割磁感線運動時，內部的大量自由電子有速度，便會受到洛倫茲力，嚮導體棒某一端偏移，直到兩端積累足夠電荷，電場力可以平衡磁場力，於是兩端產生電勢差。

應用楞次定律可以判斷電流方向。

電磁感應（Electromagnetic induction）又稱磁電感應現象，是指閉合電路的一部分導體在磁場中作切割磁感線運動，導體中就會產生電流的現象。這種利用磁場產生電流的現象叫做電磁感應現象，產生的電流叫做感應電流。

1.閉合迴路

2.穿過閉合電路的磁通量發生變化（如果缺少一個條件，就不會有感應電流產生）

（1）右手定則

右手定則簡單展示了載流導線如何產生一個磁場。伸開右手，使大拇指跟其餘四個手指垂直，並且都跟手掌在一個平面內，把右手放入磁場中，讓磁感線垂直穿過手心（即手心正對磁場N極方向），大拇指指嚮導體運動的方向，那麼其餘四個手指所指的方向就是感應電流的方向。

（2）左手定則

左手定則反映了帶電粒子（載流導線）在磁場中的受力情況。伸開左手，使大拇指跟其餘四個手指垂直，並且都跟手掌在一個平面內，把左手放入磁場中，讓磁感線垂直穿過手心，四指指向帶電粒子運動（電流所指）方向，則大拇指的方向就是導體受力的方向。