电磁场之电磁感应定律和位移电流-12
在编辑文章内容时，不易编辑物理量符号及公式，对于符号或公式较多的段落，采用截图复 制的方式粘贴进来。 前面讨论了静止电荷产生的静电场，恒定电流产生的静磁场。静电场和静磁场都只是空间坐标的函数，与时间无关，且静电场和静磁场两者都是彼此独立的。 本节先介绍法拉第电磁感应定律，引入感应电场的概念，表明时变磁场要产生时变电场。然后麦克斯韦关于位移电流的假说，表明时变电场要产生时变磁场。 1 法拉第电磁感应定律
英国物理学家法拉第等人经过10年的实验探索，终于在1831年取得突破，发现了导体回路所围面积的磁通量发生变化时，回路中就会出现感应电动势，并引起感应电流。法拉第等人的实验表面，感应电动势与穿过穿过回路所围面积的磁通量的时间变化率成正比。若规定回路中感应电动势的参考方向与穿过该回路所围面积的磁通量符合右手螺旋关系，如下图所示，则感应电动势为： 由上式看出，回路中的感应电动势与构成回路的导体性质无关。也就是说，只要回路所围面积的磁通发生变化，就会产生感应电动势，就存在感应电场，因而上式适合于任意回路。 这就是推广了的法拉第电磁感应定律的积分形式。从这个式子看，穿过回路所围面积的磁通的变化是产生感应电动势的唯一条件。磁通变化可以是磁场随时间变化，也可以是由于回路的移动引起，或者两者皆存在引起。故上式是一个普遍适用的表达式，下面讨论几种情况。 2 回路静止&磁场时变
此即静止回路位于时变磁场中时，法拉第电磁感应定律的微分形式。 3 导体运动&磁场静止
4 导体运动&磁场时变
当导体在时变磁场中运动时，可视为上述两种情况的合成，故得： 这是法拉第电磁感应定律积分形式和微分形式的一般形式。 5 矩形环&均匀磁场
回路内的感应电动势全部是由导体L在磁场中运动产生： 6 旋转线圈
7 位移电流
法拉第电磁感应定律揭示了随时间变化的磁场会激发产生电场，那么随时间变化的电场是否也会激发产生磁场呢？麦克斯韦针对将安培环路定理直接应用到时变电磁场时出现的矛盾，提出了位移电流的假说，对安培环路定理进行了修正，从而揭示了随时间变化的电场也要激发产生磁场。 针对上述矛盾，麦克斯韦断言电容器的两个极板间必有另一种形式的电流存在。实际上，电容器极板上的电荷是随外接的时变电压源而变化的，极板上的时变电荷就在极板间形成时变电场。麦克思维认为电容器两极板间存在的另一种形式的电流就是由时变电场引起的，称为位移电流。 来源：电机设计青年
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首次发布时间：2026-06-30
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