A-level 物理/力、场和能/电磁感应

我们已经研究了，当导线在磁场中通过电流时，导线会受到力的作用。反之亦然，当导线受到力作用时，导线中会产生感应电流。这彻底改变了世界，因为它意味着现在可以更便宜地生产电力。

感应电动势。

当导体穿过磁场时，会产生电动势，导体产生的磁场与原磁场的相互作用会导致偏转。

法拉第定律

迈克尔·法拉第在他的定律中指出：产生的电动势（EMF）的大小与磁场变化率成正比。

磁通密度是衡量磁场强度的指标，本质上是磁场在给定高度内的磁力线密度。

反转电机效应 B/A

感应电流方向

感应电流方向遵循楞次定律，楞次定律指出，线圈中的感应电流方向总是阻碍产生该电流的变化。例如，如果我们以一定速度将磁铁的北极靠近一个中性的线圈，线圈中的感应电流方向会阻碍北极，或者简单地说，在靠近北极的一侧会感应出北极，这将导致线圈中产生电流。如果我们假设线圈放置在水平的空气空间中，并将北极从上侧靠近它，然后从上侧观察线圈，则感应电流方向为逆时针方向。

计算感应电动势

法拉第定律指出：感应电动势等于磁通量变化率。
磁通量 = 磁场强度 x 面积 = BA。
变化率意味着我们考虑随时间（以秒为单位）变化的变量。
因此...感应电动势 = （磁通密度变化 x 面积）/ 时间变化。
或 EMF = BA/t
如果我们用线圈来做，则面积变为一个线圈的面积乘以线圈的数量，A = πr²n
因此，感应电动势 = (Bπr²n)/t。
如果我们想增加感应电动势的大小，我们可以...
增加“扫过”的面积。
增加磁通密度。
减少所用时间。
感应电动势还与物体穿过磁通量的速度成正比。
因为 BA/t 可以改写为...EMF = 磁通密度 x 宽度 x 速度。
这是因为速度 = 距离 / 时间。

记住！- 电动势的单位是伏特，磁通密度的单位是特斯拉，面积的单位是米²，时间的单位是秒。
因此，你必须将 mm、cm、km、分钟等单位进行转换。

法拉第定律

  The magnitude of induced EMF is proportional to the rate of change of magnetic flux linkage:
  $E.M.F.\propto {\frac {\Delta NBA}{\Delta t}}\cdot \cos \left(x\right)$

楞次定律

楞次定律指出，感应电流的方向总是阻碍产生该电流的变化。这只是对法拉第定律的一个小补充。

$E.M.F.=-{\frac {\Delta NBA}{\Delta t}}$

（注意负号！）

变压器

变压器由两个或多个非磁化磁性材料绕组组成。一个绕组是初级绕组，连接到交流电源。另一个是次级绕组。

当在初级绕组中建立交流电流时，它会产生变化的磁通量，这种变化的磁通量会在次级绕组中引起感应电动势 (e.m.f)。

变压器可用于通过改变初级和次级绕组的匝数来升高或降低电压。