如何从磁通量变化角度解释法拉第圆盘发电机原理

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如何从磁通量变化角度解释法拉第圆盘发电机原理

查字典物理网 2016-03-09

从导线切割磁感应线角度解释法拉第圆盘发电机原理非常简单，而从通用的磁感量变化角度较难分析，教参也只给了切割解释，问题出在哪呢？

电磁感应现象的本质：电路（不一定闭合）中磁通量变化在电路中产生（沿电路方向的）感应电动势。因此，若从磁通量角度分析，首先需要的是确定研究哪一个回路。

大家的困惑在于圆盘全部放在磁场中，圆盘磁通量没有变化，所以圆盘就不应产生感应电流。我们若选择圆盘为电路，其实是将圆盘当作无数个同心圆形闭合电路，所说圆盘的磁通量没有变化，其实就是指在这些闭合电路中的磁通量没有变化，在每一个圆形电路上都没有感应电动势产生，所以在这些同心圆形电路上也就没有感应电流。而我们圆盘上的电流真实方向是沿半径方向的，与这些同心圆形电路正好是垂直关系。因此，圆盘磁通量没有变化，圆盘上没有感应电流是指没有同心圆方向的感应电流。

在圆盘转动时，圆盘上任一半径方向电路都磁场中转过一面积引起磁通量的变化，在这半径电路方向产生感应电动势，与外电路通过圆盘边缘（如图中的红实线）、圆盘中心相连构成闭合电路，从而形成沿这半径电路方向的感应电流，对整个圆盘而言，圆盘面上应形成从中心到边缘各处都有的半径方向上的电流，这与从导体切割角度分析得到的结论是一致的。由此也可以看出，在圆盘上没有形成同心圆方向的电流，咎其本质是因为同一圆形电路上各点电势相等，不能形成电流。

从以上分析中可以看出，我们的疑惑源于套用电磁感应条件时没有将这一块状（圆盘）导体上细化成不同线状（棒状或环状）的电路进行分析，从而将不同电路上的电磁感应现象混为一谈了。

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