為什麼電磁感應時間不能確定
① 法拉第發現了電磁感應現象的過程中為什麼會在很長時間內徘徊不前
科學都需要驗證
② 高二物理,電磁感應(楞次定律),究竟是怎麼一回事為什麼怎麼都搞不明白!!!
主要指感生電動勢的問題。
簡單的說是:增反減同。
解釋一下:當外磁場發生變化的時候會使閉合線圈產生電流——感應電流,感應電流會產生磁場——感應磁場(感應電流產生的磁場參看螺旋定則)。這個感應磁場的方向對外磁場的變化起到阻礙作用。
舉例:外磁場豎直向下,與閉合線圈垂直,且有增強的趨勢。那麼輕伸出右手,拇指的指向是感應磁場的方向,這個方向要與變化的外磁場相反,也就是右手拇指想上(既阻礙外磁場)四指的方向,就是感應電流的方向。
③ 高中物理 電磁感應問題
若在夏若過程中已經到達勻速直線運動,那麼勻速運動的速度可以算出,用mg=BIL,
是高三了吧,沖量不知道學過沒,
用動量定理,合外力的沖量等於動量的變化量,
合外力為重力和安培力
mgt-BILt=MV,其中,I為平均電流,則It=電量Q,實際上應該知道電磁感應中根據磁通量的變化可以得到流過橫截面積的電量,而與時間無關,Q=It=Et/R,其中E為平均感應電動勢,E=磁通量變化/時間,本段第一個等式中It=BHL/R,V為最大速度,都能計算出了,剩下解出時間t
mgt-BL *BLH/R=mv,
實際上可以看出安培力的沖量的表達式就是BLIt,It只和磁通量變化和R有關,所以t這個參量是沒有的, t只在mgt中
若沒有到達最大速度,也應該能求,不過不想做了。。。嘿嘿,自己仔細捉摸,注意,在電磁感應中如果碰到求時間的,想到沖量和電量,沖量BILt中It是可以用電量Q代掉的, 發現沒有用到C啊,唉
④ 電磁感應
看到上面的回答我想笑
同學們自己沒有學精不要誤導他人好不好?
針對性地回答是:
1:電流恆定後,在理想情況下其消耗的能量主要用於電路中的電能轉換單位,實際中,有一部分能量消耗在導線和電源的電阻中。至於電磁感應首先你要明白什麼是電磁感應:變化的磁場產生變化的電場,變化的電場產生變化的磁場。這個定義最重要的兩點是:變化,場。 只要有電流就要有磁場不管這個電流是變化的還是恆定的都是如此,但是恆定的電場不能產生磁場,恆定的磁場不能產生電場。場是什麼?場是儲存能量的場所。樓主要區分電流跟電場的區別,上面幾位同學的回答有幾個自己沒有糊塗?電磁感應產生消耗能量,但是電磁感應傳播在理想情況下即絕對絕緣不消耗能量,而是兩個場垂直交換能量而已。
2:電流恆定後,電路要產生磁場,導線產生環繞自身的磁場,閉合迴路產生垂直於電路平面的磁場,當然磁力線必然閉合。
3:電磁感應產生的原理是什麼?
目前只知道電磁之間的關系,至於為何電磁之間能轉化,這個真的還沒有確切的理論,如果通過另一個層面理解,電磁傳播是通過什麼傳播的呢?光是一種電磁波,也就是電場於磁場不斷轉化的結果,它是通過什麼傳播呢?目前科學家認為真空中的光波是通過暗物質傳播的。所以如果要研究電磁感應產生的機理,必須建立理想條件下(絕對真空)的模型,然後電場與磁場是如何通過暗物質進行轉化的?機制是什麼?這些問題才能得到解決。可是目前人類對於暗物質目前僅限於初步了解,對於暗物質不能深入了解,談何發現電磁轉化的原理?
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針對某同學:
變化的磁場產生電場,變化的電場產生磁場....
電流穩定即電場穩定,木有電磁感應
至於原理....
Orz
誰知道原理???
給我解釋解釋吧
6樓理解樓主的意思,按你這么說的話,根據能量守衡,還搞個P啊:能量肯定沒有損耗,只是形式變了.
樓主的意思是,電能有沒有被有效利用(即能量最好全部給用電器消耗)
/////////////
電流穩定即電場穩定?哪位明白二大爺告訴你的?電流跟電場之間存在必然的聯系么?你連電磁感應的機制都不了解,說些非主流話,還「木」有?你知道不知道電磁感應敘述的是過程不是狀態?
你後面是補充的吧?按我的什麼意思?我這個回答中包含不少意思,麻煩你指明哪條 OK?你知道不知道物理研究是要先確定模型?用詞要針對對象?對於一個閉合工作電路來說,如果只針對於電池的化學能那麼能量是損耗的。你明白我的話沒有?做學問講求的是嚴謹,像你這樣說話籠統,你是不是以為你補充的是對的?如果按照嚴格的語言要求來說,你說的是錯的,OK?
難道我沒有針對樓主的意思回答么?還是你看我批評上面的一些回答你感覺不爽?不要搬石頭砸自己的腳 OK?如果理想條件下,電池,導線均沒有電阻,我們也不考慮電流從0到恆定這個變化的電流所帶來的電磁輻射,你真的以為在開關閉合到某一時刻,這期間的能量全部轉化成電路中能量轉化單位目標能量?我看你考慮問題考慮得少了,你知道不知道電流產生磁場,而這個磁場儲存了一定的能量?這期間的電源供給的能量要大於用電器實際消耗的能量?而只有當開關閉合到開關斷開,同時在斷開的瞬間把電池撤掉,並把連接電池的導線閉合,一直到電路中的電流為0,這個時候才是電池供給的能量等於用電器實際消耗的能量,這是建立在沒有導線,電池沒有電阻,電路不產生電磁輻射的前提下。至於為什麼你自己去思考,不要拿著個破能量守恆定律到處裝比,對於某一模型,你要知道威什麼能量守恆了,這期間經歷了什麼過程,不是你這樣吧這個過程用一個能量守恆定律蓋起來,這樣永遠達不到深刻理解的目的。做學問和解題是完全不同的,kid
⑤ 電磁感應法基礎
7.1.1 岩、礦石在電磁場中的電學性質
在交變電磁場中,岩、礦石除顯示與電阻率有關的傳導電流外,還顯示與介電常數有關的位移電流。因此,總電流密度為
勘查技術工程學
jP和jD分別表示傳導電流密度和位移電流密度,且有
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式中:D為觀測點的電位移;E為電場強度。
設E為諧變場,E=E0e-iωt,則jD=-iωεE,於是(7.1-1)式變為
勘查技術工程學
定義j=σ*E,則有復電導率σ*
勘查技術工程學
或復電阻率ρ*
勘查技術工程學
定義j=-iωε*E,則有復介電常數ε*
勘查技術工程學
上式中虛部對實部的比給出了稱為介質的「電磁系數(m)」或「損耗角正切(tanδ)」的物理量,即
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式中:εr為相對介電常數(εr=ε/ε0,ε0≈8.85×10-12 F/m.為其空中的介電常數)。
我們知道,任何介質都不同程度地具有導電性和介電性,結果是導致了部分電磁能量轉變為熱量而損耗,損耗角δ就是衡量這一損耗的參數。它的另一功能(用電磁系數m表示)則是表明介質的性質。tanδ(或m)=1,表示傳導電流和位移電流具有同等重要性,即介質導電性和介電性相當。tanδ(或m)>1表示產生熱損耗的傳導電流變得更重要,介質類似於導電體。tanδ(或m)<1,表示產生熱損耗的位移電流變得更重要。介質類似於介電體。m=1對應的頻率很重要,它區分了導電體和介電體,故稱這個頻率為臨界頻率。
由表7-1可見,絕大多數造岩礦物的相對介電常數不超過10~11。然而,一些氧化物、硫化物和碳酸鹽的εr值可達20甚至80~170(如金紅石)。火成岩的εr變化范圍為7~15,其中基性岩和超基性岩相對偏高,酸性岩相對較低,變質岩的εr在5~17范圍內變化,而沉積岩變化范圍較寬(2.5~40)。除礦物成分是影響堅固和乾燥的岩石εr的重要因素外,對廣泛分布的岩石,尤其是沉積岩,影響相對介電常數的主要因素是濕度,且水分子的極化是介質極化的主要原因。對大多數疏鬆沉積岩而言,相對介電常數隨岩石濕度的增大而增大,見圖7-1。由圖可見,隨著濕度的增加,εr一開始很快增加,最後達到飽和值100。在低頻電場中,濕度較低(1%)條件已出現εr的急劇上升;而在高頻電場中,當濕度很高(10%~30%)時才出現εr的急劇上升。
表7-1 20 ℃條件下岩、礦石相對介電常數的損耗角正切
由(7.1-4)式可得到復電阻率的振幅
圖7-1 不同頻率條件下石英砂的εr與濕度W(%)的關系曲線(虛線表示假設曲線)
勘查技術工程學
從上式可以看出,當 m≥10時,近似地|ρ*|不隨頻率變化,即
勘查技術工程學
當m≤0.1時,ρ*反比於頻率,即
勘查技術工程學
此式表明了完全介電體的導電性,在雙對數坐標系中是一條斜率為-1的直線,相當於完全乾燥的岩石標本情況。在臨界頻率之前,復電阻率為一水平線,是導電性的特徵,岩石中含有水分時的離子導電就是這一情況。
圖7-2是濕態和干態輝長岩的相對介電常數、損耗角正切、電阻率等參數與頻率依賴關系的標本測量曲線。由圖可見,隨著頻率的增高,濕態標本的介電常數和損耗角下降,且趨近於干態的常數值。相反,對復電阻率曲線而言,濕態標本的電阻率從105~106 Hz開始下降,並趨近於干態的45°角漸近線。這一頻率可稱為臨界頻率。由此可見,在低頻電磁場(f<n×1000 Hz)中,可以認為電阻率是不隨頻率變化的。
圖7-2 濕態和干態輝長岩電性常數頻譜曲線
磁導率是電磁感應法中利用的另一重要物
性參數,它表徵物質在磁化作用下集中磁力線的性質。
眾所周知,磁感應強度B與磁場強度H間存在如下關系
勘查技術工程學
其中μ為介質的磁導率,或稱絕對磁導率,通常表示為
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式中μ0=4π×10-7 H/m為真空的磁導率;μr為相對磁導率。表7-2列出了幾種常見礦物的μr值。
表7-2 常見礦物的相對磁導率
由表可見,除極少數鐵磁性礦物(磁鐵礦、磁黃鐵礦和鈦鐵礦)外,其他礦物的磁導率μ皆與μ0值相差很小。只當岩石或礦石中含有大量鐵磁性礦物時,其相對磁導率μr才明顯大於1。
7.1.2 交變電磁場在導電介質中的傳播
7.1.2.1 波動方程
麥克斯韋方程組是對電磁場基本定律綜合分析的結果,是介質中電磁場必須遵從的共同規律。在國際單位制中,時間域的麥克斯韋方程組可寫成
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式中E為電場強度(V/m或N/C);B為磁感應強度(T=N/(A·m)=Wb/m2);H為磁場強度(A/m);D為電位移(C/m2);j為傳導電流密度(A/m2);q為自由電荷體密度(C/m3)。
考慮到介質對電磁場的影響,還應加上一組物質方程
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在電導率不為零的均勻介質中,體電荷不能堆積在某一處,經一段時間(t<10-6s)被介質導走,故電法勘探遇到的導電介質中
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這時,應用(7.1-9)式可將麥克斯韋方程組中的五個變數消去三個,並考慮(7.1-10)式,得
勘查技術工程學
對上式第一式兩邊做旋度運算,並將第二式代入,得
勘查技術工程學
利用矢量恆等式▽×▽×H=▽▽·H-▽2H,並考慮(7.1-11)式的第三式,最後得
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同理可得
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(7.1-12)式和(7.1-13)式分別為H和E滿足的時間域的波動方程,又稱之為電報方程。若場的頻率很高並對高阻介質(ρ→∞)而言,則上兩式右端的第一項可被忽略。這時方程變為純波動性的。相反,在低頻和良導介質(ρ→0)情況下,右端第二項可忽略,方程變為熱傳導性的(或擴散性的)。由此可見,在良導電或強吸收介質中,電磁擾動的傳播是不按波動規律,而是按擴散規律傳播的,類似於熱傳導過程。
在頻率域中討論波動方程同樣具有重要意義,這時最重要的時變函數形式是隨時間諧變的交變電磁場。
令 H=,E=,將這些關系式代入(7.1-11)式,得
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式中ε*=ε+i 為復介電常數。
從(7.1-14)式容易得到諧變電磁場的基本微分方程——亥姆霍茲齊次方程
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式中
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稱為波數或傳播系數,忽略位移電流時
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在求解電磁場邊值問題時,利用一對矢量H、E很不方便。如果引入一個矢量位,將使求解過程中未知數減少。由電流源引起的矢量位A是這樣引入的:從▽·H=0出發,又利用恆等式▽·▽×A=0,可令
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將(7.1-18)式代入(7.1-14)式的第二式,得
勘查技術工程學
由於上式括弧中的矢量是無旋的,故可用任意標量的梯度表示,即取
或
勘查技術工程學
式中U為電磁場的標量位。在直流電場中,由於ω=0,故E=-▽U。
考慮到(7.1-18)式和(7.1-20)式,將(7.1-14)式的第一式寫成
勘查技術工程學
或
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將帶有梯度的項歸到一起,並令其為零
勘查技術工程學
或
勘查技術工程學
則
勘查技術工程學
即為矢量位的亥姆霍茲方程。將(7.1-21)式代入到(7.1-20)式,得
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由此可見,我們只需解一次矢量位方程(7.1-22),通過(7.1-18)和(7.1-23)的微分運算就可分別得到磁場和電場。這三個式子組成一方程組
勘查技術工程學
如果採用磁性激發源(磁偶極子、不接地回線等),則在地中產生渦旋電流。其特點是
勘查技術工程學
故也可引入磁性源的矢量位A*,即取
勘查技術工程學
經過類似的推導,可得到相應的方程組
勘查技術工程學
由方程組(7.1-14)、(7.1-24)和(7.1-26)式不難看出,由電性源方程組轉到磁性源方程組或相反轉換過程的電磁類比關系為
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因此,在許多情況下不一定分別解電性源和磁性源的正演解,而利用類比關系可直接寫出另一類解。
7.1.2.2 邊界條件
為了求得波動方程的惟一解,必須附加邊界條件使之成為定解問題。若有介質1和介質2,它們的電磁學參數分別為μ1、ε1、σ1和μ2、ε2、σ2,在兩種介質分界面上選擇如下直角坐標系:x和y軸位於界面上,z軸垂直於界面。在這種情況下,電場和磁場的切線分量連續,而電位移和磁感應強度的法線分量連續,即
勘查技術工程學
式中腳標t表示切向分量,n表示法線分量。上式也可具體地寫成
勘查技術工程學
下面我們將用場矢量的邊界條件來導出電性源矢量位A的邊界條件,推導時只須用E和H,將(7.1-18)和(7.1-23)式代入(7.1-29),得到
勘查技術工程學
由上式可得出電性源矢量位A的邊界條件
勘查技術工程學
上式可合並成
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只要以A*代替A,-ε*代替μ,則根據(7.1-27)式,可直接由上式得到磁性源矢量A*的邊界條件
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7.1.2.3 均勻各向同性無限介質中平面電磁波的傳播
波陣面為平面的電磁波稱為平面電磁波。若場量(電場E或磁場H)只沿著它的傳播方向變化,而在這一平面內無變化(振幅為常量),則稱為均勻平面波,否則為非均勻平面波。
在電阻率為ρ的均勻各向同性無限介質中選擇如下的坐標系統:x和y位於波的極化平面上,z軸位於波的傳播方向上,由於xoy平面上場的振幅相同,故∂Ai/∂x=∂Ai/∂y=0(i=x,y,z),式(7.1-22)簡化為
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顯然,上式的解為
勘查技術工程學
式中第一項為正向波,表示振幅隨遠離場源而逐漸衰減,第二項是被反射的負向波。由於介質為均勻各向同性無限介質,故不可能出現負向波,即C2=0,故最終解為
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由(7.1-24)式可寫出H和E的分量表達式,令∂Ai/∂x=∂Ai/∂y=0,並將上式代入,即可求得電磁場各分量的表達式
勘查技術工程學
上式為復數式,且沿Z軸的正方向按指數規律衰減。現將波數k分成實、虛部。為此令
勘查技術工程學
與波數表達式(7.1-16)等同起來,取平方後解得
勘查技術工程學
式中 m=為介質的電磁系數。
將(7.1-35)式代入(7.1-34)式,對Ex分量得
勘查技術工程學
其振幅和相位分別為
勘查技術工程學
上式第一式表明,波在介質中傳播時,其振幅是隨指數規律減少的,故稱k的實部b為衰減系數。由於電場沿z方向前進1/b距離時,振幅衰減1/e倍,習慣上將δ=1/b稱為電磁波的趨膚深度。上式第二式表示了被測信號與電流源間的相關關系是隨時間變化的,故k的虛部a稱為相位系數,令在Δt時間內平面波的波陣面發生Δz的位移,則
勘查技術工程學
考慮到相位相同,故有等式
勘查技術工程學
於是,得到相速度
勘查技術工程學
在良導介質中,或波的頻率很低,以至 m≫1時,可以忽略位移電流,由(7.1-17)和(7.1-36)式,有
勘查技術工程學
在無磁性介質中,μr=1,μ=μ0=4π×10-7 H/m,則
相速度為
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波長為
勘查技術工程學
趨膚深度為
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可見電磁波的趨膚深度隨電阻率的增加和頻率的降低而增大。因此深部地質調查應採用較低的工作頻率。
將(7.1-38)第二式代入(7.1-35),則波數可表示為
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考慮到(7.1-39)和(7.1-38)第四式,由上式還可得
勘查技術工程學
k 的模為
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7.1.2.4 波阻抗
為了消除(7.1-34)式中的未知系數Cx和Cy,取如下比值
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可見這個比值具有阻抗的量綱,它是平面電磁波在均勻各向同性導電介質中傳播時遇到的復波阻抗,是介質對電磁波傳播的一種物理特性。上式表明,在均勻各向同性介質中,阻抗Zxy和Zyx的振幅相同,相位相反。
利用(7.1-38)第一式,可將(7.1-41)第一式寫成
勘查技術工程學
此式表明,在均勻介質中,電場在相位上落後於磁場π/4。如果介質不均勻,則電場和磁場之間的相位偏離π/4。這就是在電磁法中利用相位特性的依據。
由(7.1-42)式可寫出
勘查技術工程學
或
勘查技術工程學
上式表明,當平面波垂直入射到均勻各向同性介質時,通過測量相互正交的電場和磁場分量,可確定介質的電阻率。若介質為非均勻的,則計算的電阻率為視電阻率。
由(7.1-43)式還可以看出,如果介質電阻率為已知,則可確定介質的磁導率
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7.1.3 地中交變電磁場的分布
7.1.3.1 人工源諧變電磁場
(1)諧變場的分布特徵
在頻率域電磁法中常用的波場是諧變場。其中場強、電流密度以及其他量均按餘弦或正弦規律變化,即
勘查技術工程學
這里φH和φE為初始相位。
藉助於交流電的發射裝置,如振盪器、發電機等,在地中及空氣中建立諧變場。激發方式一般為接地式的和感應式的。第一種方式與直流電法一樣,利用A、B供電電極將交流電源直接接到大地,見圖7-3(a)。由於供電導線和大地不僅具有電阻,而且還具有電感,所以由A、B電極直接傳入地中的一次電流場在相位上與電源相位發生位移。地中的分散電流及供電導線中的集中電流均在其周圍產生交變一次磁場。後者在地中又感應產生二次電場,它是封閉的渦旋電場。嚴格地講,除這兩種場外,隨著供電電源頻率的不同,在地中還產生另一種起因的電場:超低頻率時產生激發極化場;超高頻率時產生位移電流場。在電磁感應法中一般不考慮這些場,即它們小到可以被忽略。如果地下介質不均勻,則在覆蓋層、圍岩及局部導體上均產生渦旋電場。其電流密度大小取決於各地質體的電阻率,即由歐姆定律決定。由此可見,歐姆定律和法拉第電磁感應定律是電磁法的物理基礎。除渦旋電場外,被電流線穿過的電阻率分界面上產生的積累電荷和具有不同磁導率的分界面上產生的感應磁荷,也是電磁法的異常源。
圖7-3 諧變場的激發方式
傳導類電場和感應類電場是疊加在一起的。如果觀測是在 A、B 連線附近(即近區)進行,則觀測到兩種場疊加的總合場。為了削弱傳導類場可將 A、B 供電電極埋置在遠離測區的地方,這時在測區范圍內與感應場比較可忽略傳導類電場,即研究純感應場。這種方法稱之為無限長導線法。如果觀測點是在距 A、B 連線外的很遠處,則 A、B 供電電極已成為電偶極子。交變電磁場的第二種激發方式是,在地表敷設通有交變電流的不接地回線或者多匝的小型發射線圈———磁偶極子(見圖7-3(b))。在回線或線圈周圍產生交變磁場,由它激發地中的二次電場,從而又產生二次磁場。感應激發方式多半用於接地條件較差的地方。這時可徹底擺脫接地的困難。電源的一次磁場和地中二次磁場疊加在一起,形成總合磁場。在遠離發射源的地方(遠區),二次磁場占優勢。磁場在地表具有不均勻平面波的特點,並由地表垂直地向地下深處傳播(見圖7-4)。特別地,我們將這種具有垂直向下傳播的平面波的「遠區」又稱為「波區」。圖中的 A、B 供電電極可用發射線框代替。
圖7-4 在遠區形成不均勻平面波示意圖
(2)諧變場的結構特徵
地中二次電、磁場的頻率與激發它們的一次電、磁場的頻率相同,但二次場的相位比一次場滯後一個相位φ。相位滯後是由於地下介質的電阻性和電感性造成的。由於一次場和二次場在觀測點上的空間取向不同,所以這兩種場的合成結果必然形成橢圓。總磁場(或總電場)矢量端點隨時間變化的軌跡為橢圓的場叫做橢圓極化場。設有水平方向的一次磁場H1=H10cosωt,二次磁場有相位移φ,則H2=H20cos(ωt+φ)。總磁場的水平分量為
勘查技術工程學
式中H2x0為二次磁場振幅在水平方向的分量。總磁場的垂直分量為
勘查技術工程學
由此可見,有相位差的兩個矢量合成的總合場在直角坐標系中的各分量,不僅其振幅不同,而且相位也不同。在一般情況下可寫成
勘查技術工程學
下面討論XOZ平面內Hx和Hz場的極化情況。由於
勘查技術工程學
故利用(7.1-45)式,將上式整理成
勘查技術工程學
兩端平方後,整理得
勘查技術工程學
此式乃為以Hx和Hz為變數的橢圓方程。當φx=φz時,即在XOZ平面內無相位差時,上式變為
勘查技術工程學
這意味著橢圓蛻化為直線,即為線性極化場,但在其他兩個平面內仍可能呈橢圓極化。如果φx-φz=π/2及Hx0=Hz0,則場在XOZ平面內呈圓極化。
設極化橢圓長軸與X軸的夾角為θ,由解析幾何的轉軸公式可導出θ與長半軸a、短半軸b的表達式
勘查技術工程學
地中電磁場的橢圓極化現象是電磁感應場的重要結構特徵。它可反映地下不同導電地質體的存在,並且其變化反映了電參數的變化。一般情況下,H2≪H1,則可推導出如下近似關系式
勘查技術工程學
由此可見,橢圓極化率b/a及橢圓傾角θ分別與二次場虛分量和實分量對一次場H1之比有關。
7.1.3.2 瞬變電磁場
在圖7-3所示的裝置中輸入階躍電流,這時在階躍變化電流源(通電或斷電)作用下,地中產生過渡過程的感應電磁場將具有瞬時變化的特點,這種電磁場就稱為瞬變電磁場。與諧變場情況一樣,瞬變場的激發也有接地式和感應式兩種方式。
(1)瞬變場隨時間的變化規律
在過程的早期,瞬變場頻譜中高頻成分佔優勢,因此渦旋電流主要分布在地表附近,且阻礙電磁場的深入傳播。在這一時間內,電磁場主要反映淺層地質信息,且具有很強的分層能力。隨著時間的推移,介質中場的高頻部分衰減(熱損耗),而低頻部分的作用相對明顯起來,增加了穿透深度。在往下傳播過程中,若遇到良導地層時,就會產生較強的渦旋電流,且其持續時間也較長。
在過程的晚期,局部的渦流實際上衰減殆盡,而各層產生的渦流磁場之間的連續相互作用使場平均化,幾乎同步衰減,則可以將整個層狀斷面等效為具有總縱向電導S的一個層,這時只能確定沉積蓋層的總縱向電導和總厚度,有利於確定基底起伏。
瞬變電磁場狀態的基本參數是時間。這一時間依賴於岩石的導電性和發-收距。在近區的高阻岩石中,瞬變場的建立和消失很快(幾十到幾百毫秒)。在良導地層中,這一過程變得緩慢。在遠區這一過程可持續到幾秒到幾十秒,而在較厚的導電地質體中可延續到一分鍾或更長。
由此可見,研究瞬變電磁場隨時間的變化規律,可探測具有不同導電性的地層分布(各層的縱向電導或地層總的縱向電導),也可以發現地下賦存的較大的良導礦體。
(2)瞬變場的結構特徵
瞬變電磁場是通過兩種途徑傳播的。第一種途徑是電磁波在空氣中以光速很快傳播到地表各點,根據惠更斯原理,地表每個波前點成為球面波源,將部分電磁能量傳入地下。在距發射裝置足夠遠處(即遠區),在地表上形成垂直向下傳播的不均勻平面波。第二種途徑是,由發射裝置接地處流入地下的電流或一次磁場在導電介質中感應的電流形成磁場,直接將電磁能量傳入地中,由於大地的電抗作用,這時建立的瞬變場比第一種途徑建立的瞬變場遲緩。因而在過程早期,上述兩種激發建立的場在時間上是分開的。隨著時間的推移,這兩種場相互疊加且以場強的極大形式顯示出來。在晚期,第一種途徑建立的場在各處衰減殆盡,第二種途徑建立的場在地中占據主導地位。
瞬變場與諧變場比較,在結構上差別很大。諧變場的結構由固定頻率的渦旋電流磁場的相互作用來確定。瞬變場的結構則從過程的一開始就由多種頻率的渦旋電流磁場的相互作用決定。第一種途徑激發產生的地中電場結構與諧變場一致,只是頻率成分不同。第二種途徑激發產生的地中電場服從熱傳導的規律,其結構特點是,隨時間的推移,場向深處傳播過程中逐漸向外擴散,故可借用「煙圈」效應來描述其渦旋電流。圖7-5形象地給出了諧變場和瞬變場的渦旋電流的結構。
圖7-5 諧變場(遠區)和瞬變場(晚期)渦旋電流的結構
⑥ 電磁感應原理是什麼
電磁感應是指因為磁通量變化產生感應電動勢的現象。電磁感應現象的發現,是電磁學領域中最偉大的成就之一。它不僅揭示了電與磁之間的內在聯系,而且為電與磁之間的相互轉化奠定了實驗基礎,為人類獲取巨大而廉價的電能開辟了道路,在實用上有重大意義。電磁感應現象的發現,標志著一場重大的工業和技術革命的到來。事實證明,電磁感應在電工、電子技術、電氣化、自動化方面的廣泛應用對推動社會生產力和科學技術的發展發揮了重要的作用。
若閉合電路為一個n匝的線圈,則又可表示為:式中n為線圈匝數,ΔΦ為磁通量變化量,單位Wb(韋伯) ,Δt為發生變化所用時間,單位為s.ε 為產生的感應電動勢,單位為V(伏特,簡稱伏)。電磁感應俗稱磁生電,多應用於發電機。
電磁感應(Electromagnetic inction)現象是指放在變化磁通量中的導體,會產生電動勢。此電動勢稱為感應電動勢或感生電動勢,若將此導體閉合成一迴路,則該電動勢會驅使電子流動,形成感應電流(感生電流)邁克爾·法拉第是一般被認定為於1831年發現了電磁感應的人,雖然Francesco Zantedeschi1829年的工作可能對此有所預見。
⑦ 電磁感應中的時間問題 求教 急急急
問題出在Q=I•IRt上 「I的平均值」的平方與「I的各時間」的平方不等價
⑧ 物理中電磁感應求時間
磁場力:F=BIL=B*(BLV/R)*L=B^2*L^2*V/R
加速度:a=F/m=B^2*L^2*V/(m*R)
又a=dV/dt
故:dV/dt=(B^2*L^2*V)/(m*R)
得:dt={(m*R)/(B^2*L^2)}*(dV/V)
再積分:∫dt=∫{(m*R)/(B^2*L^2)}*(1/V)*dV
得:t={(m*R)/(B^2*L^2)}*(lnV)
⑨ 電磁感應現象怎麼回事
電磁感應現象的發現
1831年8月,法拉第把兩個線圈繞在一個鐵環上(如圖所示),線圈A接直流電源,線圈B接電流表,他發現,當線圈A的電路接通或斷開的瞬間,線圈B中產生瞬時電流。法拉第發現,鐵環並不是必須的。拿走鐵環,再做這個實驗,上述現象仍然發生。只是線圈B中的電流弱些。 為了透徹研究,電磁感應現象法拉第做了許多實驗。1831年11月24日,法拉第向皇家學會提交的一個報告中,把這種現象定名為「電磁感應現象」,並概括了可以產生感應電流的五種類型:變化著的電流、變化著的磁場、運動的穩恆電流、運動的磁鐵、在磁場中運動的導體。法拉第之所以能夠取得這一卓越成就,是同他關於各種自然力的統一和轉化的思想密切相關的。正是這種對於自然界各種現象普遍聯系的堅強信念,支持著法拉第始終不渝地為從實驗上證實磁向電的轉化而探索不已。
因磁通量變化產生感應電動勢的現象(閉合電路的一部分導體在磁場里做切割磁力線的運動時,導體中就會產生電流,這種現象叫電磁感應)。1820年H.C.奧斯特發現電流磁效應後,許多物理學家便試圖尋找它的逆效應,提出了磁能否產生電,磁能否對電作用的問題,1822年D.F.J.阿喇戈和A.von洪堡在測量地磁強度時,偶然發現金屬對附近磁針的振盪有阻尼作用。1824年,阿喇戈根據這個現象做了銅盤實驗,發現轉動的銅盤會帶動上方自由懸掛的磁針旋轉,但磁針的旋轉與銅盤不同步,稍滯後。電磁阻尼和電磁驅動是最早發現的電磁感應現象,但由於沒有直接表現為感應電流,當時未能予以說明。
1831年8月,M.法拉第在軟鐵環兩側分別繞兩個線圈 ,其一為閉合迴路,在導線下端附近平行放置一磁針,另一與電池組相連,接開關,形成有電源的閉合迴路。實驗發現,合上開關,磁針偏轉;切斷開關,磁針反向偏轉,這表明在無電池組的線圈中出現了感應電流。法拉第立即意識到,這是一種非恆定的暫態效應。緊接著他做了幾十個實驗,把產生感應電流的情形概括為 5 類 :變化的電流 , 變化的磁場,運動的恆定電流,運動的磁鐵,在磁場中運動的導體,並把這些現象正式定名為電磁感應。進而,法拉第發現,在相同條件下不同金屬導體迴路中產生的感應電流與導體的導電能力成正比,他由此認識到,感應電流是由與導體性質無關的感應電動勢產生的,即使沒有迴路沒有感應電流,感應電動勢依然存在。
後來,給出了確定感應電流方向的楞次定律以及描述電磁感應定量規律的法拉第電磁感應定律。並按產生原因的不同,把感應電動勢分為動生電動勢和感生電動勢兩種,前者起源於洛倫茲力,後者起源於變化磁場產生的有旋電場。
電磁感應現象是電磁學中最重大的發現之一,它顯示了電、磁現象之間的相互聯系和轉化,對其本質的深入研究所揭示的電、磁場之間的聯系,對麥克斯韋電磁場理論的建立具有重大意義。電磁感應現象在電工技術、電子技術以及電磁測量等方面都有廣泛的應用。
若閉合電路為一個n匝的線圈,則又可表示為:式中n為線圈匝數,Δ為磁通量變化量,單位Wb ,Δt為發生變化所用時間,單位為s.ε 為產生的感應電動勢,單位為V.
1.[感應電動勢的大小計算公式]
1)E=nΔΦ/Δt(普適公式){法拉第電磁感應定律,E:感應電動勢(V),n:感應線圈匝數,ΔΦ/Δt:磁通量的變化率}
2)E=BLVsinA(切割磁感線運動) E=BLV中的v和L不可以和磁感線平行,但可以不和磁感線垂直,其中sinA為v或L與磁感線的夾角。 {L:有效長度(m)}
3)Em=nBSω(交流發電機最大的感應電動勢) {Em:感應電動勢峰值}
4)E=BL2ω/2(導體一端固定以ω旋轉切割) {ω:角速度(rad/s),V:速度(m/s)}
2.磁通量Φ=BS {Φ:磁通量(Wb),B:勻強磁場的磁感應強度(T),S:正對面積(m2)}
3.感應電動勢的正負極可利用感應電流方向判定{電源內部的電流方向:由負極流向正極}
*4.自感電動勢E自=nΔΦ/Δt=LΔI/Δt{L:自感系數(H)(線圈L有鐵芯比無鐵芯時要大),ΔI:變化電流,∆t:所用時間,ΔI/Δt:自感電流變化率(變化的快慢)}
感應電流產生的條件
1.電路是閉合且通的
2.穿過閉合電路的磁通量發生變化
3應是閉合電路中的一部分做切割磁感線運動
**(如果缺少一個條件,就不會有感應電流產生).
⑩ 為什麼法拉第的電磁感應實驗不能用恆定電流
電磁感應現象,是磁場變化所引起的感應電動勢,產生磁場的是電流,如電流恆定,則產生的磁場也不變,當然就無法產生感應電動勢,即無法觀察到電磁感應現象