磁場與磁通的區別
磁場 B 是一種向量，在空間中的每一個點都定義；磁通量 Φ 表示磁場透過給定的表面所經過的量。在均勻場和平面情況下，Φ = BAcosθ，其中 θ 是磁場與相對於表面的垂直方向之間的角度。
移動磁鐵會改變周圍線圈的磁場，從而改變其磁通量。 磁通量也可以透過改變線圈的面積或方向而變化，即使使用靜止的磁鐵。 反之，如果磁通量保持不變，則使用靜止線圈，即使在強磁場中，也不會透過這種機制產生電動勢。
法拉第定律研究磁通量的變化率。
對於一個 N 圈的線圈，如果每個圈的磁通相同，則感應電動勢為 ε = −N dΦ/dt。 相同的磁通變化，如果在更短的時間內發生，則感應電動勢會更大。 更多的圈數，在相同的磁通變化率下，也會產生更大的感應電動勢。
電動勢是採用伏特單位表示的，它代表單位電荷提供的能量。雖然電動勢可以在電路斷開時產生，但持續的電流需要一個閉合的迴路。在一個僅由電阻組成的簡單電路中，電流計算為 I = ε/R。
負號在洛倫茲定律中表示什麼？
透過感應電流產生的磁場，並非原始磁場的本身，而是與原始磁場變化的方向相反的方向。當磁場透過線圈時增大時，感應電流會嘗試減緩這一增大。相反，當磁場透過線圈時減小時，感應電流會嘗試減緩這一減小。改變磁鐵的方向或極性也能導致感應電流的方向改變。
倫茲定律與能量守恆定律相關聯。當在發電機中產生電流時，需要外部功來移動磁鐵或線圈。該實驗是一種近似，使用定義的磁場分佈和電路電阻，並不能完全重現線圈的自感以及所有實際的損耗。
關鍵關係與符號
Φ = BAcosθ (均勻磁場) · ε = −N dΦ/dt · I = ε/R (電阻電路)
| 符號 | 含義 | 單位 |
|---|---|---|
| Φ | 單圈的磁通量 | Wb |
| B | 磁場大小 | T |
| ε | 感應電動勢 | V |
| N | 線圈匝數 | 次 |
透過範例確認
如果一個線圈的一側，測量 100 次，顯示磁通量增加 0.2 秒，並且磁通量增加了 0.001 Wb，那麼結果是什麼？
平均誘導電壓的均值為 100 × 0.001 / 0.2 = 0.5 V。 在一個總電阻為 10 Ω 的閉合電阻迴路中，平均電流的均值為 0.05 A。 電壓的正負號取決於所選用的表面法線方向和電流的方向。
常見誤解
- 如果磁鐵保持靜止，並且線圈保持不變，那麼磁場強度很大，電流就不會持續流動，僅僅因為磁場的強度。
- 倫茲定律並不一定與磁場相沖突；相反，它確定了磁場變化的方向。