高中物理上这张图大家都不陌生,简单讲就是导体切割磁力线或者磁场强度变化后产生电流。速度越快电流越大。接着套用公式
有别于高斯静磁理论这个地方不是闭合曲面,因为通过一个曲面的磁通量有变化才会产生电流,如果是闭合曲面,磁通量恒为0,那就没法拉第什么事了。
速度越快电流越大也就是磁通变化的快慢如何表示?直接上积分,就不赘述了
这样磁生电这个过程中磁的部分就说完了。
接下来讲电——电场的环流
一个曲面的磁通量发生了改变,就会在在曲面的边界感应出一个电场,这个电场是环绕着磁感线的,就像是磁感线的腰部套了一个呼啦圈。而且,你这个磁通量是增大还是减小,决定了这个电场是顺时针环绕还是逆时针环绕,如下图:
如果我们从上往下看的话,这个成闭环的感生电场就是如下图所示:它在这个闭环每点的方向都不一样,这样就刚好可以沿着回路驱动带电粒子,好像是电场在推着带电粒子在这里环里流动一样。
这里,我们就要引入一个新的概念:电场环流,电场的环流就是电场沿着闭合路径的线积分。这里有两个关键词:闭合路径和线积分。
电场的线积分是什么意思呢?因为我们发现这个感生电场是一个环状电场,它在每一个点的方向都不一样。但是,我们依然可以发动微积分的思想:这个电场在大范围内(比如上面的整个圆环)方向是不一样的,但是,如果在圆环里取一个非常小的段dl,电场E就可以看做是一个恒定的了,这时候E·dl就是有意义的了。然后把这个环上所有部分的E·dl都累加起来,也就是沿着这个圆环逐段把E·dl累加起来,这就是对电场求线积分。而这个线积分就是电场环流,用符号表示就是这样:
积分符号下面的C表示这是针对曲线进行积分
电场环流的物理意义就是我们常说的电动势,也就是电场对沿着这条路径移动的单位电荷所做的功,所以法拉第定律最后表述就是这样:
曲面的磁通量变化率等于感生电场的环流。用公式表述就是这样:
增加的负号表示为了维持一个系统的稳定,你原来的磁通量是增加的,我感生电场产生的磁通量就必然要让原来的磁通量减小,反之亦然
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