電磁感應的科學原理是什麼

電磁感應是無理數上常見的內容，但是很多的人都不知道電磁感應的原理。下面是本站小編為你精心推薦的電磁感應的科學原理，希望對您有所幫助。

　　電磁感應科學原理

電磁感應的本質可以追塑到麥克斯韋電磁場理論：變化的磁場在周圍空間產生電場，當導體處在此電場中時，導體中的自由電子在電場力作用下作定向移動而產生電流即感應電流;如果不是閉合迴路，則導體中自由電子的定向移動使斷開處兩端積累正、負電荷而產生電勢差----感應電動勢。

　　電磁感應的概念

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。

若閉合電路為一個n匝的線圈，則又可表示為：式中n為線圈匝數，ΔΦ為磁通量變化量，單位Wb(韋伯) ，Δt為發生變化所用時間，單位為s.ε 為產生的感應電動勢，單位為V( 伏特，簡稱伏)。電磁感應俗稱磁生電，多應用於發電機。

　　電磁感應的知識

一是電磁感應現象的.規律。電磁感應研究的是其電磁感應他形式能轉化為電能的特點電磁感應和規律，其核心是法拉第電磁感應定律和楞次定律。

楞次定律表述為：感應電流的磁場總是阻礙引起感應電流的磁通量的變化。即要想獲得感應電流( 電能)必須克服感應電流產生的安培力做功，需外界做功，將其他形式的能轉化為電能。法拉第電磁感應定律是反映外界做功能力的，磁通量的變化率越大，感應電動勢越大，外界做功的能力也越大。

二是電路及力學知識。主要討論電能在電路中傳輸、分配，並通過用電器轉化成其他形式能的特點規律。在實際應用中常常用到電路的三個規律( 歐姆定律、電阻定律和焦耳定律)和力學中的牛頓定律、動量定理、動量守恆定律、動能定理和能量守恆定律等概念。

三是右手定則。右手平展，使大拇指與其餘四指垂直，並且都跟手掌在一個平面內。把右手放入磁場中，若磁力線垂直進入手心(當磁感線為直線時，相當於手心面向N極)，大拇指指向導線運動方向，則四指所指方向為導線中感應電流的方向。

電磁學中，右手定則判斷的主要是與力無關的方向。為了方便記憶，並與左手定則區分，可以記憶成：左力右電(即左手定則判斷力的方向，右手定則判斷電流的方向)。或者左力右感、左生力右通電。

　　電磁感應的應用

動圈式話筒

在劇場裏，為了使觀眾能聽清演員的聲音，常常需要把聲音放大，放大聲音的裝電磁感應置主要包括話筒，擴音器和揚聲器三部分。話筒是把聲音轉變為電信號的裝置。圖2是動圈式話筒構造原理圖，它是利用電磁感應現象製成的，當聲波使金屬膜片振動時，連接在膜片上的線圈(叫做音圈)隨着一起振動，音圈在永久磁鐵的磁場裏振動，其中就產生感應電流( 電信號)，感應電流的大小和方向都變化，變化的振幅和頻率由聲波決定，這個信號電流經擴音器放大後傳給揚聲器，從揚聲器中就發出放大的聲音。

磁帶錄音機

磁帶錄音機主要由機內話筒、磁帶、錄放磁頭、放大電路、揚聲器、傳動機構等部分組成，是錄音機的錄、放原理示意圖。錄音時，聲音使話筒中產生隨聲音而變化的感應電流——音頻電流，音頻電流經放大電路放大後，進入錄音磁頭的線圈中，在磁頭的縫隙處產生隨音頻電流變化的磁場。磁帶緊貼着磁頭縫隙移動，磁帶上的磁粉層被磁化，在磁帶上就記錄下聲音的磁信號。

放音是錄音的逆過程，放音時，磁帶緊貼着放音磁頭的縫隙通過，磁帶上變化的磁場使放音磁頭線圈中產生感應電流，感應電流的變化跟記錄下的磁信號相同，所以線圈中產生的是音頻電流，這個電流經放大電路放大後，送到揚聲器，揚聲器把音頻電流還原成聲音。

在錄音機裏，錄、放兩種功能是合用一個磁頭完成的，錄音時磁頭與話筒相連;放音時磁頭與揚聲器相連。

汽車車速表

汽車駕駛室內的車速表是指示汽車行駛速度的儀表。它是利用電磁感應原理，使電磁感應錶盤上指針的擺角與汽車的行駛速度成正比。車速表主要由驅動軸、磁鐵、速度盤，彈簧遊絲、指針軸、指針組成。其中永久磁鐵與驅動軸相連。在錶殼上裝有刻度為公里/小時的錶盤。

永久磁鐵的磁感線方向如圖1所示。其中一部分磁感線將通過速度盤，磁感線在速度盤上的分佈是不均勻的，越接近磁極的地方磁感線數目越多。當驅動軸帶動永久磁鐵轉動時，則通過速度盤上各部分的磁感線將依次變化，順着磁鐵轉動的前方，磁感線的數目逐漸增加，而後方則逐漸減少。由法拉第電磁感應原理知道，通過導體的磁感線數目發生變化時，在導體內部會產生感應電流。又由楞次定律知道，感應電流也要產生磁場，其磁感線的方向是阻礙(非阻止)原來磁場的變化。用楞次定律判斷出，順着磁鐵轉動的前方，感應電流產生的磁感線與磁鐵產生的磁感線方向相反，因此它們之間互相排斥;反之後方感應電流產生的磁感線方向與磁鐵產生的磁感線方向相同，因此它們之間相互吸引。由於這種吸引作用，速度盤被磁鐵帶着轉動，同時軸及指針也隨之一起轉動。

為了使指針能根據不同車速停留在不同位置上，在指針軸上裝有彈簧遊絲，遊絲的另一端固定在鐵殼的架上。當速度盤轉過一定角度時，遊絲被扭轉產生相反的力矩，當它與永久磁鐵帶動速度盤的力矩相等時，則速度盤停留在那個位置而處於平衡狀態。這時，指針軸上的指針便指示出相應的車速數值。

永久磁鐵轉動的速度和汽車行駛速度成正比。當汽車行駛速度增大時，在速度盤中感應的電流及相應的帶動速度盤轉動的力矩將按比例地增加，使指針轉過更大的角度，因此車速不同指針指出的車速值也相應不同。當汽車停止行駛時，磁鐵停轉，彈簧遊絲使指針軸復位，從而使指針指在“0”處。