感應(yīng)電動勢與磁通量的關(guān)系

　　感應(yīng)電動勢

　　要使閉合電路中有電流，這個電路中必須有電源，因為電流是由電源的電動勢引起的。在電磁感應(yīng)現(xiàn)象里，既然閉合電路里有感應(yīng)電流，那么這個電路中也必定有電動勢，在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢叫做感應(yīng)電動勢。產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體就是電源。

　?。?）不論電路是否閉合，只要穿過電路的磁通量發(fā)生變化，電路中就產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì)。

　?。?）磁通量是否變化是電磁感應(yīng)的根本原因。若磁通量變化了，電路中就會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，再若電路又是閉合的，電路中將會有感應(yīng)電流。

　?。?）產(chǎn)生感應(yīng)電流只不過是一個現(xiàn)象，它表示電路中在輸送著電能；而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢才是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì)，它表示電路已經(jīng)具備了隨時輸出電能的能力。

　?。?）在磁通量變化△φ相同時，所用的時間△t越大，即磁通量變化越慢，感應(yīng)電動勢E越??；反之， △t越小，即磁通量變化越快，感應(yīng)電動勢E越大。

　　（5）在變化時間△t相同時，變化量△φ越大，表明磁通量變化越快，感應(yīng)電動勢E越大；反之，變化量△φ越小，表明磁通量變化越慢，感應(yīng)電動勢E越小。

　　磁通量

　　設(shè)在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，有一個面積為S且與磁場方向垂直的平面，磁感應(yīng)強度B與面積S的乘積，叫做穿過這個平面的磁通量，簡稱磁通（Magnetic Flux）。標(biāo)量，符號“Φ”。

　　在一般情況下，磁通量是通過磁場在曲面面積上的積分定義的。其中，Φ為磁通量，B為磁感應(yīng)強度，S為曲面，B·dS為點積，dS為無窮小矢量（見曲面積分）。磁通量通常通過通量計進(jìn)行測量。通量計包括測量線圈以及估計測量線圈上電壓變化的電路，從而計算磁通量。

　　通過某一平面的磁通量的大小，可以用通過這個平面的磁感線的條數(shù)的多少來形象地說明。在同一磁場中，磁感應(yīng)強度越大的地方，磁感線越密。因此，B越大，S越大，磁通量就越大，意味著穿過這個面的磁感線條數(shù)越多。過一個平面若有方向相反的兩個磁通量，這時的合磁通為相反方向磁通量的代數(shù)和（即相反合磁通抵消以后剩余的磁通量）。

　　磁場的高斯定理指出，通過任意閉合曲面的磁通量為零，即它表明磁場是無源的，不存在發(fā)出或會聚磁力線的源頭或尾閭，亦即不存在孤立的磁單極。以上公式中的B既可以是電流產(chǎn)生的磁場，也可以是變化電場產(chǎn)生的磁場，或兩者之和。

　　磁通密度是通過垂直于磁場方向的單位面積的磁通量，它等于該處磁場磁感應(yīng)強度的大小B。磁通密度精確地描述了磁力線的疏密。

　　通量概念是描述矢量場性質(zhì)的必要手段，通量密度則描述矢量場的強弱。磁通量和磁通密度，電通量和電通密度都是如此。

　　感應(yīng)電動勢與磁通量的關(guān)系

　　交流鐵芯線圈如圖所示，線圈兩端加一交流電壓，則線圈中的電流將產(chǎn)生磁通，方向符合右手螺旋法則。

　　設(shè)電壓為正弦量時，磁通也是正弦量，即：

　　根據(jù)電磁感應(yīng)定律，得：

　　由此式可看出電壓的相位比磁通超前90°，并得感應(yīng)電壓的有效值與主磁通的最大值的關(guān)系為

　　注意：

　　由此可知當(dāng)電源頻率和線圈匝數(shù)一定時，交流鐵芯線圈磁通的最大值與線圈外加電壓的有效值成正比，與鐵芯的材料和尺寸無關(guān)。