互感电动势

互感现象是指二相邻线圈中，一个线圈的电流随时间变化时导致穿过另一线圈的磁通量发生变化，而在该线圈中出现感应电动势的现象。

1838年亨利做了关于不同等级感应电流的实验，这些实验都属于互感实验。以电流感应电流是法拉第观察到的。引起感应电流的那个电流称为原电流，感应电流称为次级电流。由于法拉第的次级电流是瞬时的，所以它也可以在第三个线圈中引起感应电流。

电动势是反映电源把其他形式的能转换成电能的本领的物理量。电动势使电源两端产生电压。在电路中，电动势常用E表示。单位是伏（V）。

在电源内部，非静电力把正电荷从负极板移到正极板时要对电荷做功，这个做功的物理过程是产生电源电动势的本质。非静电力所做的功，反映了其他形式的能量有多少变成了电能。因此在电源内部，非静电力做功的过程是能量相互转化的过程。

电动势的大小等于非静电力把单位正电荷从电源的负极，经过电源内部移到电源正极所作的功。如设W为电源中非静电力（电源力）把正电荷量q从负极经过电源内部移送到电源正极所作的功跟被移送的电荷量的比值，则电动势大小为：

电动势的方向规定为从电源的负极经过电源内部指向电源的正极，即与电源两端电压的方向相反。

两个彼此靠近或绕在同一铁芯上的线圈，当流 过第一个线圈的电流发生变化时，产生的变化磁通量，通过第二 个线圈，如图1所示，在第二个线圈中便会引起感应电动势，这称为互感电动势。这种现象称为互感现象。

互感电动势与电流变化的线圈的电流变化快慢有关，也与线圈之间的结构和相对位置有关。

设两个靠得很近的线圈，当第一个线圈的电流i1发生变化时，将在第二个线圈中产生互感电动势EM2，根据电磁感应定律，可得：线圈中的互感电动势，与互感系数和另一线圈中电流的变化率的乘积成正比。

互感电动势的方向，可用法拉第电磁感应定律来判断。

互感现象在电工和电子技术中应用非常广泛，如电源变压器，电流互感器、电压互感器和中周变压器等都是根据互感原理工作的。

互感电动势与互感系数

互感现象中的感应电动势称为互感电动势。当两个线圈的电流可以相互提供磁通时，就说他们之间存在互感耦合，或简单说成存在互感。设线圈1、2是存在互感耦合的两个线圈。令ψ12表示线圈1中电流I1产生的磁场对线圈2提供的磁通匝链数。ψ12=N2φ12，式中N2为线圈2的匝数，φ12为I1产生的磁场对线圈2中每一匝提供的磁通。同理，ψ21为线圈2中电流I2产生的磁场对线圈1提供的磁通匝链数。ψ21=N1φ21。理论表明ψ12与I1成正比，ψ21与I2成正比，其比例系数称为两个线圈间的互感系数。简称互感。其数学表述为M12=ψ12/I1，M21=ψ21/I2。可以证明M12=M21=M，所以一般互感系数用M表示。互感系数在数值上等于一个线圈中电流为1安培时对另一线圈所提供的磁通匝链数。在没有铁心的情况下，互感系数与电流无关，只由两个线圈的形状、匝数、相对位置决定。互感电动势可表示为：

由上二式可知，互感系数也可以这样定义：一个线圈中的互感电动势与另一线圈中的电流变化率成正比，比例系数就是互感系数。数学表述为M=-ε12/(dI1/dt)。M在数值上等于一个线圈中每秒电流变化1安培时在另一线圈中所引起的互感电动势的大小。互感系数表示两个线圈间互感耦合的强弱。互感系数与自感系数有相同的单位。M的国际制单位叫亨利，1亨利=1韦伯/安培。两个线圈间的互感系数一般由实验测定，只有在简单情况下才可由定义计算。

互感现象在电工、电子技术中应用很广。例如变压器就是应用两个线圈间存在互感耦合制成的。实验室中常用的感应圈也是利用互感现象获得高压的。有时互感现象也有不利影响，为此实际中总是采取措施消除这种影响。例如可在电子仪器中，把易产生互感耦合的元件采取远离、调整方位或磁屏蔽等方法来避免元件间的互感影响。

变压器是互感现象最典型的应用，它由初级线圈N1、次级线圈N2和铁芯所组成。它可以起到升高电压或者降低电压的作用，还可以把交变信号由一个电路传递到另一个电路。但是互感现象也会带来危害，电子装置内部往往由于导线或器件之间存在的互感现象而干扰正常工作，这就需要采取一定的屏蔽措施来避免互感带来的影响。2100433B

感应电动势是在电磁感应现象里面既然闭合电路里有感应电流，那么这个电路中也必定有电动势，在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势。

感应电动势的大小跟穿过闭合电路的磁通量改变的快慢有关系，

产生动生电动势的那部分做切割磁力线运动的导体就相当于电源。

理论和实践表明，长度为L的导体，以速度v在磁感应强度为B的匀强磁场中做切割磁感应线运动时，在B、L、v互相垂直的情况下导体中产生的感应电动势的大小为：

电磁感应现象中产生的电动势。常用符号E表示。当穿过某一不闭合线圈的磁通量发生变化时，线圈中虽无感应电流，但感应电动势依旧存在。当一段导体在匀强磁场中做匀速切割磁感线运动时，不论电路是否闭合，感应电动势的大小只与磁感应强度B、导体长度L、切割速度v及v和B方向间夹角θ的正弦值成正比，即E=BLvsinθ(θ为B,L,v三者间通过互相转化两两垂直所得的角)。

在导体棒不切割磁感线时，但闭合回路中有磁通量变化时，同样能产生感应电流。

在回路没有闭合，但导体棒切割磁感线时，虽不产生感应电流，但有电动势。因为导体棒做切割磁感线运动时，内部的大量自由电子有速度，便会受到洛伦兹力，向导体棒某一端偏移，直到两端积累足够电荷，电场力可以平衡磁场力，于是两端产生电势差。

应用楞次定律可以判断电流方向。 2100433B

感应电动势分为感生电动势和动生电动势。

第一类：动生电动势：

磁场恒定，导体或回路运动→

第二类：感生电动势：

磁场随时间变化，导体或回路静止→

电动势是反映电源把其他形式的能转换成电能的本领的物理量。电动势使电源两端产生电压。在电路中，电动势常用E表示。单位是伏（V）。

在电源内部，非静电力把正电荷从负极板移到正极板时要对电荷做功，这个做功的物理过程是产生电源电动势的本质。非静电力所做的功，反映了其他形式的能量有多少变成了电能。因此在电源内部，非静电力做功的过程是能量相互转化的过程。

电动势的大小等于非静电力把单位正电荷从电源的负极，经过电源内部移到电源正极所作的功。如设W为电源中非静电力（电源力）把正电荷量q从负极经过电源内部移送到电源正极所作的功跟被移送的电荷量的比值，则电动势大小为：

电动势的方向规定为从电源的负极经过电源内部指向电源的正极，即与电源两端电压的方向相反。