法拉第电磁感应定律faladi dianci ganying dinglu

确定闭合电路中由于磁通量变化而产生感应电动势的定律。闭合电路中感应电动势的大小与电路所包围面积的磁通量的变化率成正比。国际单位制中比例系数是1，故其数学表述为ε=dφ/dt，式中ε为感应电动势，φ为电路所包围面积的磁通量，即以闭合电路（电路为一圈）为边线所张的任意曲面的磁通量。当电路线圈为N匝时，则感应电动势的大小为ε=Ndφ/dt。1831年法拉第通过实验发现了电磁感应现象，接着他又作了许多实验用来判断产生感应电流的条件和决定感应电流的因素。得出感应电动势同导线性质无关，仅仅取决于导线对磁力线的切割，并且认为不论导线闭合与否都可产生感应电动势。他观察了磁棒插入线圈和从线圈内拔出时的感应现象；做了电源接通和断开时两个同轴线圈的感应实验，并用铁心增强感应效果；用圆盘在磁场中旋转，利用感应原理制成了世界上第一台发电机，从而获得了持续电流。1834年楞次在得知法拉第的发现后得出判断感应电流方向的楞次定律。1845年诺埃曼给出了电磁感应定律的数学表述。虽然法拉第没有把他的研究成果用数学表达式定量地表示出来，但由于他对电磁感应现象的发现及以后大量的研究工作，定律以他的名字命名是当之无愧的。
考虑到感应电动势的方向，法拉第电磁感应定律的数学表达式表示为ε=-dφ/dt，式中的负号反映了楞次定律的内容。式中ε、φ的正方向配合满足如图所示右手螺旋关系且ε、φ，都是代数量，可正可负，为了确定其正负，应用上式前应事先约定ε、φ的正方向，如图中箭头所示（图中闭合线圈表示电路）。当ε、φ与图示一致时取正值，否则取负值。在如图所示正方向配合下，上式中必有一负号才能正确表示出定律的内容。例如当φ>0，且φ随时间增加时，即dφ/dt>0，可理解为磁铁N极从右往左插入图中电路时的情况。由楞次定律可知，在回路中感应电流产生的磁通要反对原磁通的增加，从而得出感应电流的方向与图中ε的箭头方向相反。而感应电流是由感应电动势产生的，认为二者方向一致，故此时感应电动势应为负值。因为此时dφ/dt>0，即法拉第电磁感应定律应为ε=-dφ/dt，故式中负号表示了感应电动势的方向，反映了楞次定律的内容。用穷举法可以证明上式是普遍成立的。

法拉第电磁感应定律极为重要。从它出发麦克斯韦推广了电场的概念，提出了变化磁场可以产生感生电场的假说，从而得到了电磁场的一个基本场方程
磁理论的发展。在实际应用中，发电机、变压器、电动机等设备的设计都是用它进行具体计算的。