磁生電

電生磁是奧斯特發現的。原理：通電導體周圍存在磁場。可以判定磁場方向和電流的關係。電磁感應

電和磁是不可分割的，它們始終交織在一起。簡單地說，就是電生磁、磁生電。

1831年電學大師法拉第發現了磁能夠生電。他找來兩根長約62米的銅導線和一根粗長木棍，分別把兩根銅導線纏繞在木棍上，銅導線的兩端分別與電流計電源相聯。然後他把電源開關合上，這時，他似乎感到電流計指針跳動了一下，然後指又回到0點，難道在開關合的瞬時產生了感應電流？法拉第把開關拉掉，準備重複合后再看一次，當開關剛拉開時，他又看到指針跳蕩了一下，然後回到0點。他反覆把開關拉開、合上，都發現了相同的結果。

根據這個實驗，法拉第總結出電磁感應的規律：當穿過感應迴路中的磁通量發生變化時，迴路中就會產生感應電流，感應電流方向總是阻礙迴路中磁通量的變化，大小與單位時間內的磁通量變化成正比。

負電荷，在金屬內的電子流動方向與常規電流的方向相反。

如果一條直的金屬導線通過電流，那麼在導線周圍的空間將產生圓形磁場。導線中流過的電流越大，產生的磁場越強。磁場成圓形，圍繞導線周圍。磁場的方向可以根據“右手螺旋定則”（又稱安培定則）(見圖1)來確定：將右手拇指伸出，其餘四指併攏彎向掌心。這時，四指的方向為磁場方向，而拇指的方向是電流方向。實際上，這種直導線產生的磁場類似於在導線周圍放置了一圈NS極首尾相接的小磁鐵的效果。

正電荷的流動給出的電流，跟負電荷的反方向流動給出的電流相同。因此，在測量電流時，流動的電荷的正負值通常可以忽略。根據常規，假設所有流動的電荷都具有正值，稱這種流動為常規電流。常規電流代表電荷流動的凈效應，不需顧慮到載子的電荷的正負號是什麼。

在固態金屬內，正電荷載子不能流動，只有電子流動。由於電子載有負電荷，在金屬內的電子流動方向與常規電流的方向相反。

如果將一條長長的金屬導線在一個空心筒上沿一個方向纏繞起來，形成的物體我們稱為螺線管。如果使這個螺線管通電，那麼會怎樣？通電以後，螺線管的每一匝都會產生磁場，磁場的方向如圖2中的圓形箭頭所示。那麼，在相鄰的兩匝之間的位置，由於磁場方向相反，總的磁場相抵消；而在螺線管內部和外部，每一匝線圈產生的磁場互相疊加起來，最終形成了如圖2所示的磁場形狀。也可以看出，在螺線管外部的磁場形狀和一塊磁鐵產生的磁場形狀是相同的。而螺線管內部的磁場剛好與外部的磁場組成閉合的磁力線。在圖2中，螺線管表示成了上下兩排圓，好像是把螺線管從中間切開來。上面的一排中有叉，表示電流從外面向熒光屏內部流進；下面的一排中有一個黑點，表示電流從熒光屏裡面流出。

電生磁的一個應用實例是實驗室常用的電磁鐵。為了進行某些科學實驗，經常用到較強的恆定磁場，但只有普通的螺線管是不夠的。為此，除了儘可能多地繞制線圈以外，還採用兩個相對的螺線管靠近放置，使得它們的N、S極相對，這樣兩個線包直接就產生了一個較強的磁場。另外，還在線包中間放置純鐵（稱為磁軛），以聚集磁力線，增強線包中間的磁場，對於一個很長的螺線管，其內部的磁場大小用下面的公式計算：H=nI

在這個公式中，I是流過螺線管的電流，n是單位長度內的螺線管圈數。

如果有兩條通電的直導線相互靠近，會發生什麼現象？我們首先假設兩條導線的通電電流方向相反，圖5(a)所示。那麼，根據上面的說明，兩條導線周圍都產生圓形磁場，而且磁場的走向相反。在兩條導線之間的位置會是什麼情況呢？不難想象，在兩條導線之間，磁場方向相同。這就好像在兩條導線中間放置了兩塊磁鐵，它們的N極和N極相對，S極和S極相對。由於同性相斥，這兩條導線會產生排斥的力量。類似地，如果兩條導線通過的電流方向相同，它們會互相吸引。

如果一條通電導線處於一個磁場中，由於導線也產生磁場，那麼導線產生的磁場和原有磁場就會發生相互作用，使得導線受力。這就是電動機和喇叭的基本原理。

磁生電是法拉第發現的。原理：閉合電路的一部分導體做切割磁感線運動時，在導體上就會產生電流的現象叫電磁感應現象，產生的電流叫做感應電流。

導體的兩端接在電流表的兩個接線柱上，組成閉合電路，當導體在磁場中向左或向右運動，切割磁力線時，電流表的指針就發生偏轉，表明電路中產生了電流．這樣產生的電流叫感應電流。我們知道，穿過某一面積的磁力線條數，叫做穿過這個面積的磁通量。當導體向左或向右做切割磁力線的運動時，閉合電路所包圍的面積發生變化，因而穿過這個面積的磁通量也發生了變化。導體中產生感應電流的原因，可以歸結為穿過閉合電路的磁通量發生了變化。可見，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。這就是產生感應電流的條件。感應電流的方向：導體向左或向右運動時，電流表指針的偏轉方向不同，這表明感應電流的方向跟導體運動的方向有關係。如果保持導體運動的方向不變，而把兩個磁極對調過來，即改變磁力線的方向，可以看到，感應電流的方向也改變。可見，感應電流的方向跟導體運動的方向和磁力線的方向都有關係．感應電流的方向可以用右手定則來判定：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，讓磁力線垂直穿入手心，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。

感應電流究竟是如何產生的呢？設均勻磁場的磁力線向下垂直於紙面，導體平放在紙面上，方向正南正北，移動方向為西方。（用右手定則判感應電流方向為南方）。當導體向西移動時，可視為導體中的電荷也向西移動，而電荷在磁場中所受作用力的方向跟磁場方向、電荷運動方向之間的關係，可以用左手定則來判定：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，把手放入磁場中，讓磁感線垂直穿入手心，並使伸開的四指指向電荷的運動方向（西方），那麼，拇指所指的方向（南方），就是電荷在磁場中的受力方向。所以電流方嚮應是南方。

把線圈的兩端接在電流表上，組成閉合電路．當向線圈中插入或拔出磁鐵時，電流表的指針偏轉，表明電路中產生了感應電流。這是因為向線圈中插入磁鐵時，穿過線圈的磁通量增大，從線圈中拔出磁鐵時，穿過線圈的磁通量減小。穿過線圈的磁通量發生了變化，因而產生了感應電流。向線圈中插入或拔出磁鐵的過程可以等效為導體切割磁力線的過程。磁通量的變化只是產生感應電流的表層的原因，真正的原因還是線圈中的電荷受洛侖茲力運動。

產生感應電流的條件是：①一部分導體在磁場中做切割磁感線運動．即導體在磁場中的運動方向和磁感線的方向不平行；②電路閉合．在磁場中做切割磁感線運動的導體兩端產生感應電壓，是一個電源．若電路閉合，電路中就會產生感應電流．若電路不閉合，電路兩端有感應電壓，但電路中沒有感應電流．

導體中感應電流的方向，跟導體切割磁感線的運動方向和磁感線（磁場）的方向有關．(1)磁感線（磁場）的方向不變，閉合電路中的一部分導體做切割磁感線的運動方向改變時，感應電流的方向也會發生改變；(2)導體切割磁感線的運動方向不變，磁感線的方向改變，導體中的感應電流方向也發生改變；(3)導體切割磁感線的運動方向和磁感線的方向都改變時，導體中的感應電流方向不變．

如圖所示．放在磁場中的矩形線圈，兩端各連一個銅環K和L，它們分別跟電刷 A 和B接觸，並跟電流表組成閉合電路．讓線圈在磁場中轉動，由於ab邊和cd邊做切割磁感線的運動，電路中就有了感應電流．在線圈轉動的前半周，線圈都從一個方向切割磁感線，因此電流方向從A經電流表到B不改變；在後半周，線圈從相反方向切割磁感線，電流方向和前半周相反，由B經電流表流向A．線圈繼續轉動，電流方向將周期性地重複上述變化．線圈在磁場里轉動一周，電路中的感應電流的方向和大小就發生一個周期性變化．線圈在磁場中持續轉動，線圈就向外部電路提供方向和大小都作周期性變化的交變電流．-

動 腦

地磁發電：將長約50m的銅芯雙絞線做成5匝的長3米、寬2米的矩形線框，兩端接在靈敏電流計上。兩個同學面對面站立將線框拉開，形成一個長迴路，腳踏著線框的一邊，兩位同學將另一邊像甩跳繩那樣以每秒4到5圈的頻率搖線框，甚至可以找個同學在線框中跳繩。隨著導線切割地磁場，迴路中就有感生電流產生，電流計指針指示的電流最大值可達30mA，這就是利用地磁發電。請你說明這種發電的原理，怎樣才能獲得更大的電流呢?

答案：增大磁體體積使搖線框的頻率加快或增加銅芯的匝數。

簡要提示:

可以從提高每秒鐘轉動的次數和增加這兩個方面來考慮，當然你通過自己的動手實驗，看還有沒有其他的因素，可一定要動手試一試喲.。

電磁感應現象在實際中有著廣泛的應用，特別在電工技術、電子技術以及電磁測量等方面。例如，在電工技術中，運用電磁感應原理製造的發電機、感應電動機及變壓器等設備，為充分而又方便地利用自然界的能源提供了條件；在電子技術中，廣泛地採用電感元件來發射接收或傳遞訊號；運用電磁感應的原理不僅製成多種電磁測量儀錶，而且還製造了各種用於非電量電測的感測器。此外，例如加熱用的感應電爐、核物理研究中用的電子感應加速器等等，也都運用了電磁感應原理。