4.5 法拉第定律

4.5 法拉第定律

法拉第发现，当线圈进入磁场时，会产生电动势。感应电流产生的磁场会阻碍线圈内磁场的建立。这表示为：

Emf = NΔΦ/Δt (4.41)

其中 N 是匝数，Φ = BA 是磁通量，B 是外部磁场，A 是回路的面积。

负号代表电磁感应背景下的楞次定律。如前所述，电动势是指出现的感应电动势。根据法拉第定律和楞次定律，流经电路的电流产生磁通量和磁链，从而产生电动势（图 4.15）。

图 4.15 法拉第定律和楞次定律。

这产生了一个自感电动势，根据楞次定律，该电动势阻碍产生它的作用。

它在任何情况下都阻碍电流的变化。根据楞次定律，我们可以画出线圈中电流与感应之间的关系（图 4.16）。

iind​)。左上角的回路显示向上的磁场和感应电流。右上角的回路显示向下的磁场和感应电流。左下角的回路具有向下的磁场和感应电流。右下角的回路显示向上的磁场和感应电流。箭头指示了磁场和感应电流的方向。">

图 4.16 感应电流阻碍原电流。

磁场随电流的增加而增加。结果，产生了反向电动势。这导致电流滞后于电压。在这种情况下，线圈以磁场增强的形式吸收能量。请注意，一旦电流稳定在其通过线圈的峰值水平，自感电动势即为零。然而，随着电流减小，磁场也随之减小，从而产生阻碍电流减小的自感电动势。

问题 线圈在此阶段的能量行为如何？

此时，线圈将其在前四分之一周期存储的能量以衰减磁场的形式释放给发电机。尽管有相似之处，但这种行为与电容器不同。现在，我们绘制电感电路中电压和电流波的传输图（图 4.17）。

v(t)=Vm​sin(ωt) 和 $i(t)=I_m\sin (\omega t-\pi /2)$，展示了电压和电流随时间的变化。横轴标有 $\omega t$ 及 0、$\pi$ 和 $2\pi$ 等关键点。">

图 4.17 图表显示电流阻碍原电流。

我们在此矢量图（图 4.17）中看到，电流相对于电压有 90° 的滞后。很明显，随着电流上升，电压达到峰值，对线圈进行充电。

平均功耗值是多少？