磁通是表示磁力线(磁场)穿过某个面积(如某一线圈平面或某一立体面)的多少的一个物理量。
磁通是描述磁场分布的基本物理量,可以定义为磁感应强度的通量,单位是韦伯(Wb)。在实际应用中,磁通通常通过磁场强度与面积的乘积来计算。
在电磁学中,磁通通常被用来描述磁场对某一区域的影响,例如,当一个线圈在磁场中运动时,磁通可以用来描述线圈中感应电动势的大小。此外,磁通也可以用来描述磁极化强度对物体产生的影响。
总之,磁通是描述磁场与面积之间的关系的重要物理量。
磁通考题:
题目:一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动,线圈匝数N=100,边长L1=0.05m,L2=0.04m,线圈电阻为R=1欧姆,求线圈从图示位置转过90度时,通过线圈的感应电动势的瞬时值表达式。
解答:
线圈从图示位置转过90度时,磁通量变化量为ΔΦ = -BSsinθ,其中B为匀强磁场的磁感应强度,S为线圈面积,sinθ表示线圈平面与中性面之间的夹角。
感应电动势的瞬时值表达式为e = NBSωsin(ωt + θ),其中ω表示角速度,N为线圈匝数,B、S、ω均已知,因此只需要求出θ即可。
根据题意,线圈从中性面开始转动,因此初始相位为θ = -π/2。
当线圈转过90度时,相位变为θ = π/2。代入表达式可得e = NBSωsin(ωt + π/2) = NBSωcosωt。
又因为线圈转动的角速度ω = 2πn/T,其中n为转速(圈数每秒),T为周期(秒),已知n=100r/s,T=0.02s,代入可得e = 100 × 1 × 10^-3 × 4 × 10^-2cos(πt/0.02)V。
因此,线圈从图示位置转过90度时,通过线圈的感应电动势的瞬时值表达式为e = 100 × 1 × 10^-3cos(πt + π/2)V。