電磁感應(yīng)（Electromagnetic induction）現(xiàn)象是指放在變化磁通量中的導(dǎo)體，會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。此電動(dòng)勢(shì)稱為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或感生電動(dòng)勢(shì)，若將此導(dǎo)體閉合成一回路，則該電動(dòng)勢(shì)會(huì)驅(qū)使電子流動(dòng)，形成感應(yīng)電流（感生電流）。

基本概念

1831年，一位叫邁克爾·法拉第的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了磁與電之間的相互聯(lián)系和轉(zhuǎn)化關(guān)系。只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。這種利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象稱為電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的電流叫作感應(yīng)電流。

電磁感應(yīng)現(xiàn)象的產(chǎn)生條件有兩點(diǎn)（缺一不可）：

1.閉合電路。

2.穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化。讓磁通量發(fā)生變化的方法有兩種：a.如圖1所示，讓閉合電路中的導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)；b.另一種方法是讓磁場(chǎng)在導(dǎo)體內(nèi)運(yùn)動(dòng)。

磁通量

1.定義

設(shè)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)與磁場(chǎng)方向垂直的平面，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，平面的面積為S。(1)定義：在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B與垂直磁場(chǎng)方向的面積S的乘積，叫作穿過這個(gè)面的磁通量，簡(jiǎn)稱磁通。

2.定義式

Φ=BS

當(dāng)平面與磁場(chǎng)方向不垂直時(shí)：

Φ=BS⊥=BScosθ（θ為平面的垂線與磁場(chǎng)方向的夾角）

(3)物理意義

垂直穿過某個(gè)面的磁感線條數(shù)表示穿過這個(gè)面的磁通量。

(4)單位

在國際單位制中，磁通量的單位是韋伯，簡(jiǎn)稱韋，符號(hào)是Wb。

1Wb=1T·1m2=1V·s

（5）標(biāo)量性

磁通量是標(biāo)量，但是有正負(fù)之分，

電磁感應(yīng)現(xiàn)象

(1)電磁感應(yīng)現(xiàn)象：閉合電路中的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流。

(2)感應(yīng)電流：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電流。

(3)產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的條件：

①兩種不同表述

a．閉合電路中的一部分導(dǎo)體與磁場(chǎng)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)

b．穿過閉合電路的磁場(chǎng)發(fā)生變化

②兩種表述的比較和統(tǒng)一

a．兩種情況產(chǎn)生感應(yīng)電流的根本原因不同

閉合電路中的一部分導(dǎo)體與磁場(chǎng)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，是導(dǎo)體中的自由電子隨導(dǎo)體一起運(yùn)動(dòng)，受到的洛倫茲力的一個(gè)分力使自由電子發(fā)生定向移動(dòng)形成電流，這種情況產(chǎn)生的電流有時(shí)稱為動(dòng)生電流。

穿過閉合電路的磁場(chǎng)發(fā)生變化時(shí)，根據(jù)電磁場(chǎng)理論，變化的磁場(chǎng)周圍產(chǎn)生電場(chǎng)，電場(chǎng)使導(dǎo)體中的自由電子定向移動(dòng)形成電流，這種情況產(chǎn)生的電流稱為感應(yīng)電流或感生電流。

b．兩種表述的統(tǒng)一

兩種表述可統(tǒng)一為穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化。

③產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的條件

不論用什么方法，只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就有電流產(chǎn)生。

條件：a．閉合電路；b．一部分導(dǎo)體；c．做切割磁感線運(yùn)動(dòng)

能量的轉(zhuǎn)化

能的轉(zhuǎn)化守恒定律是自然界普遍規(guī)律，同樣也適用于電磁感應(yīng)現(xiàn)象。

感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

(1)定義：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)，叫做感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。方向是由低電勢(shì)指向高電勢(shì)。

(2)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的條件：導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)。

(3)物理意義：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是反映電磁感應(yīng)現(xiàn)象本質(zhì)的物理量。

(4)方向規(guī)定：內(nèi)電路中的感應(yīng)電流方向，為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向。

(5)反電動(dòng)勢(shì)：在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈中也會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，這個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)總要削弱電源電動(dòng)勢(shì)的作用，這個(gè)電動(dòng)勢(shì)稱為反電動(dòng)勢(shì)。

相關(guān)知識(shí)

電磁感應(yīng)部分涉及三個(gè)方面的知識(shí)：

一是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的規(guī)律。電磁感應(yīng)研究的是其他形式能轉(zhuǎn)化為電能的特點(diǎn)和規(guī)律，其核心是法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律。

楞次定律表述為：感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。即要想獲得感應(yīng)電流(電能)必須克服感應(yīng)電流產(chǎn)生的安培力做功，需外界做功，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。法拉第電磁感應(yīng)定律是反映外界做功能力的，磁通量的變化率越大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大，外界做功的能力也越大。

二是電路及力學(xué)知識(shí)。主要討論電能在電路中傳輸、分配，并通過用電器轉(zhuǎn)化成其他形式能的特點(diǎn)規(guī)律。在實(shí)際應(yīng)用中常常用到電路的三個(gè)規(guī)律(歐姆定律、電阻定律和焦耳定律)和力學(xué)中的牛頓定律、動(dòng)量定理、動(dòng)量守恒定律、動(dòng)能定理和能量守恒定律等概念。

三是右手定則。右手平展，使大拇指與其余四指垂直，并且都跟手掌在一個(gè)平面內(nèi)。把右手放入磁場(chǎng)中，若磁力線垂直進(jìn)入手心（當(dāng)磁感線為直線時(shí)，相當(dāng)于手心面向N極），大拇指指向?qū)Ь€運(yùn)動(dòng)方向，則四指所指方向?yàn)閷?dǎo)線中感應(yīng)電流的方向。

電磁學(xué)中，右手定則判斷的主要是與力無關(guān)的方向。為了方便記憶，并與左手定則區(qū)分，可以記憶成：左力右電（即左手定則判斷力的方向，右手定則判斷電流的方向）。或者左力右感、左生力右通電。

電磁感應(yīng)定律

發(fā)現(xiàn)

邁克爾·法拉第是一般被認(rèn)定為于1831年發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)的人，雖然弗朗切斯科·桑特代斯基（Francesco Zantedeschi）在1829年的工作可能對(duì)此有所預(yù)見。

1820年H.C.奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)后，許多物理學(xué)家便試圖尋找它的逆效應(yīng)，提出了磁能否產(chǎn)生電，磁能否對(duì)電作用的問題，1822年D.F.J.阿喇戈和A.von洪堡在測(cè)量地磁強(qiáng)度時(shí)，偶然發(fā)現(xiàn)金屬對(duì)附近磁針的振蕩有阻尼作用。1824年，阿喇戈根據(jù)這個(gè)現(xiàn)象做了銅盤實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)的銅盤會(huì)帶動(dòng)上方自由懸掛的磁針旋轉(zhuǎn)，但磁針的旋轉(zhuǎn)與銅盤不同步，稍滯后。電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)是最早發(fā)現(xiàn)的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，但由于沒有直接表現(xiàn)為感應(yīng)電流，當(dāng)時(shí)未能予以說明。

1831年8月，M.法拉第在軟鐵環(huán)兩側(cè)分別繞兩個(gè)線圈，其一為閉合回路，在導(dǎo)線下端附近平行放置一磁針，另一與電池組相連，接開關(guān)，形成有電源的閉合回路。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，合上開關(guān)，磁針偏轉(zhuǎn)；切斷開關(guān)，磁針反向偏轉(zhuǎn)，這表明在無電池組的線圈中出現(xiàn)了感應(yīng)電流。法拉第立即意識(shí)到，這是一種非恒定的暫態(tài)效應(yīng)。緊接著他做了幾十個(gè)實(shí)驗(yàn)，把產(chǎn)生感應(yīng)電流的情形概括為5類：變化的電流，變化的磁場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)的恒定電流，運(yùn)動(dòng)的磁鐵，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體，并把這些現(xiàn)象正式定名為電磁感應(yīng)。進(jìn)而，法拉第發(fā)現(xiàn)，在相同條件下不同金屬導(dǎo)體回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流與導(dǎo)體的導(dǎo)電能力成正比，他由此認(rèn)識(shí)到，感應(yīng)電流是由與導(dǎo)體性質(zhì)無關(guān)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的，即使沒有回路沒有感應(yīng)電流，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)依然存在。

1862年，英國物理學(xué)家麥克斯韋發(fā)表了論文“論物理力線”，引出位移電流的概念，指出變化的電場(chǎng)也能產(chǎn)生磁場(chǎng)。

1864年，麥克斯韋在論文“電磁場(chǎng)的動(dòng)力學(xué)理論”中，運(yùn)用場(chǎng)論觀點(diǎn)演繹了系統(tǒng)的電磁理論并預(yù)見了電磁波的存在。

1873年，麥克斯韋在《電磁學(xué)通論》一書中全面地總結(jié)了19世紀(jì)中葉之前庫侖、高斯、歐姆、安培、畢奧、薩伐爾、法拉第等人的系列發(fā)現(xiàn)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，通過科學(xué)的假設(shè)和合理的邏輯思維，第一次完整地建立了電場(chǎng)理論體系，將電場(chǎng)理論用簡(jiǎn)潔、對(duì)稱、美觀的數(shù)學(xué)形式表示出來，后來經(jīng)赫茲等人整理成為經(jīng)典電動(dòng)力學(xué)主要基礎(chǔ)的麥克斯韋方程組。

1888年，德國物理學(xué)家赫茲用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了電磁波的存在。

后來，給出了確定感應(yīng)電流方向的楞次定律以及描述電磁感應(yīng)定量規(guī)律的法拉第電磁感應(yīng)定律。并按產(chǎn)生原因的不同，把感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)分為動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)和感生電動(dòng)勢(shì)兩種，前者起源于洛倫茲力，后者起源于變化磁場(chǎng)產(chǎn)生的有旋電場(chǎng)。

法拉第定律最初是一條基于觀察的實(shí)驗(yàn)定律。后來被正式化，其偏導(dǎo)數(shù)的限制版本，跟其他的電磁學(xué)定律一塊被列麥克斯韋方程組的現(xiàn)代亥維賽版本。

法拉第電磁感應(yīng)定律是基于法拉第于1831年所作的實(shí)驗(yàn)。這個(gè)效應(yīng)被約瑟夫·亨利大約同時(shí)發(fā)現(xiàn)，但法拉第的發(fā)表時(shí)間較早。

于1834年由俄國科學(xué)家海因里希·楞次發(fā)現(xiàn)的楞次定律，提供了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向，及生成感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的電流方向。

描述

因磁通量變化產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象，閉合電路的一部份導(dǎo)體在磁場(chǎng)里做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生電流，這種現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)。閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生電流。這種現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象。產(chǎn)生的電流稱為感應(yīng)電流。這是初中物理課本為便于學(xué)生理解所定義的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，不能全面概括電磁感現(xiàn)象：閉合線圈面積不變，改變磁場(chǎng)強(qiáng)度，磁通量也會(huì)改變，也會(huì)發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象。所以準(zhǔn)確的定義如下：因磁通量變化產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象。

若閉合電路為一個(gè)n匝的線圈，則瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)又可表示為：ε=n*ΔΦ/Δt（Δt→0）。式中n為線圈匝數(shù)，ΔΦ為磁通量變化量，單位Wb（韋伯），Δt為發(fā)生變化所用時(shí)間，單位為s（秒）。ε為產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，單位為V（伏特，簡(jiǎn)稱伏）。電磁感應(yīng)俗稱磁生電，多應(yīng)用于發(fā)電機(jī)。

具備條件

1.電路是閉合且流通的。

2.穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化。

3.電路的一部分在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)（切割磁感線運(yùn)動(dòng)就是為了保證閉合電路的磁通量發(fā)生改變）(只能部分切割，全部切割無效)(如果缺少一個(gè)條件，就不會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生).。

4.感應(yīng)電流產(chǎn)生的微觀解釋：電路的一部分在做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，相當(dāng)于電路的一部分內(nèi)的自由電子在磁場(chǎng)中作不沿磁感線方向的運(yùn)動(dòng)，故自由電子會(huì)受洛倫茲力的作用在導(dǎo)體內(nèi)定向移動(dòng)，若電路的一部分處在閉合回路中就會(huì)形成感應(yīng)電流，若不是閉合回路，兩端就會(huì)積聚電荷產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。

5.電磁感應(yīng)現(xiàn)象中之所以強(qiáng)調(diào)閉合電路的“一部分導(dǎo)體”，是因?yàn)楫?dāng)整個(gè)閉合電路切割磁感線時(shí)，左右兩邊產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向分別為逆時(shí)針和順時(shí)針，對(duì)于整個(gè)電路來講電流抵消了。

6.電磁感應(yīng)中的能量關(guān)系：電磁感應(yīng)是一個(gè)能量轉(zhuǎn)換過程，例如可以將重力勢(shì)能，動(dòng)能等轉(zhuǎn)化為電能，熱能等。

重要實(shí)驗(yàn)

在一個(gè)空心紙筒上繞上一組和電流計(jì)聯(lián)接的導(dǎo)體線圈，當(dāng)磁棒插進(jìn)線圈的過程中，電流計(jì)的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，而在磁棒從線圈內(nèi)抽出的過程中，電流計(jì)的指針則發(fā)生反方向的偏轉(zhuǎn)，磁棒插進(jìn)或抽出線圈的速度越快，電流計(jì)偏轉(zhuǎn)的角度越大，但是當(dāng)磁棒不動(dòng)時(shí)，電流計(jì)的指針不會(huì)偏轉(zhuǎn)。

對(duì)于線圈來說，運(yùn)動(dòng)的磁棒意味著它周圍的磁場(chǎng)發(fā)生了變化，從而使線圈感生出電流.法拉第終于實(shí)現(xiàn)了他多年的夢(mèng)想——用磁的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生電。奧斯特和法拉第的發(fā)現(xiàn)，深刻地揭示了一組極其美妙的物理對(duì)稱性：運(yùn)動(dòng)的電產(chǎn)生磁，運(yùn)動(dòng)的磁產(chǎn)生電。

不僅磁棒與線圈的相對(duì)運(yùn)動(dòng)可以使線圈出現(xiàn)感應(yīng)電流，一個(gè)線圈中的電流發(fā)生了變化，也可以使另一個(gè)線圈出現(xiàn)感應(yīng)電流。

將線圈通過開關(guān)k與電源連接起來，在開關(guān)k合上或斷開的過程中，線圈2就會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)電流。如果將與線圈1連接的直流電源改成交變電源，即給線圈1提供交變電流，也引起線圈出現(xiàn)感應(yīng)電流。這同樣是因?yàn)椋€圈1的電流變化導(dǎo)致線圈2周圍的磁場(chǎng)發(fā)生了變化。

科技應(yīng)用

動(dòng)圈式話筒

在劇場(chǎng)里，為了使觀眾能聽清演員的聲音，常常需要把聲音放大，放大聲音的裝置主要包括話筒，擴(kuò)音器和揚(yáng)聲器三部分。話筒是把聲音轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的裝置。圖2是動(dòng)圈式話筒構(gòu)造原理圖，它是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成的，當(dāng)聲波使金屬膜片振動(dòng)時(shí)，連接在膜片上的線圈（叫做音圈）隨著一起振動(dòng)，音圈在永久磁鐵的磁場(chǎng)里振動(dòng)，其中就產(chǎn)生感應(yīng)電流（電信號(hào)），感應(yīng)電流的大小和方向都變化，變化的振幅和頻率由聲波決定，這個(gè)信號(hào)電流經(jīng)擴(kuò)音器放大后傳給揚(yáng)聲器，從揚(yáng)聲器中就發(fā)出放大的聲音。

磁帶錄音機(jī)

磁帶錄音機(jī)主要由機(jī)內(nèi)話筒、磁帶、錄放磁頭、放大電路、揚(yáng)聲器、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等部分組成，是錄音機(jī)的錄、放原理示意圖。錄音時(shí)，聲音使話筒中產(chǎn)生隨聲音而變化的感應(yīng)電流—音頻電流，音頻電流經(jīng)放大電路放大后，進(jìn)入錄音磁頭的線圈中，在磁頭的縫隙處產(chǎn)生隨音頻電流變化的磁場(chǎng)。磁帶緊貼著磁頭縫隙移動(dòng)，磁帶上的磁粉層被磁化，在磁帶上就記錄下聲音的磁信號(hào)。

放音是錄音的逆過程，放音時(shí)，磁帶緊貼著放音磁頭的縫隙通過，磁帶上變化的磁場(chǎng)使放音磁頭線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的變化跟記錄下的磁信號(hào)相同，所以線圈中產(chǎn)生的是音頻電流，這個(gè)電流經(jīng)放大電路放大后，送到揚(yáng)聲器，揚(yáng)聲器把音頻電流還原成聲音。

在錄音機(jī)里，錄、放兩種功能是合用一個(gè)磁頭完成的，錄音時(shí)磁頭與話筒相連；放音時(shí)磁頭與揚(yáng)聲器相連。

汽車車速表

汽車駕駛室內(nèi)的車速表是指示汽車行駛速度的儀表。它是利用電磁感應(yīng)原理，使表盤上指針的擺角與汽車的行駛速度成正比。車速表主要由驅(qū)動(dòng)軸、磁鐵、速度盤，彈簧游絲、指針軸、指針組成。其中永久磁鐵與驅(qū)動(dòng)軸相連。在表殼上裝有刻度為公里/小時(shí)的表盤。

永久磁鐵的磁感線方向如圖1所示。其中一部分磁感線將通過速度盤，磁感線在速度盤上的分布是不均勻的，越接近磁極的地方磁感線數(shù)目越多。當(dāng)驅(qū)動(dòng)軸帶動(dòng)永久磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，則通過速度盤上各部分的磁感線將依次變化，順著磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)的前方，磁感線的數(shù)目逐漸增加，而后方則逐漸減少。由法拉第電磁感應(yīng)原理知道，通過導(dǎo)體的磁感線數(shù)目發(fā)生變化時(shí)，在導(dǎo)體內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。又由楞次定律知道，感應(yīng)電流也要產(chǎn)生磁場(chǎng)，其磁感線的方向是阻礙（非阻止）原來磁場(chǎng)的變化。用楞次定律判斷出，順著磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)的前方，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁感線與磁鐵產(chǎn)生的磁感線方向相反，因此它們之間互相排斥；反之后方感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁感線方向與磁鐵產(chǎn)生的磁感線方向相同，因此它們之間相互吸引。由于這種吸引作用，速度盤被磁鐵帶著轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)軸及指針也隨之一起轉(zhuǎn)動(dòng)。

為了使指針能根據(jù)不同車速停留在不同位置上，在指針軸上裝有彈簧游絲，游絲的另一端固定在鐵殼的架上。當(dāng)速度盤轉(zhuǎn)過一定角度時(shí)，游絲被扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生相反的力矩，當(dāng)它與永久磁鐵帶動(dòng)速度盤的力矩相等時(shí)，則速度盤停留在那個(gè)位置而處于平衡狀態(tài)。這時(shí)，指針軸上的指針便指示出相應(yīng)的車速數(shù)值。

永久磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和汽車行駛速度成正比。當(dāng)汽車行駛速度增大時(shí)，在速度盤中感應(yīng)的電流及相應(yīng)的帶動(dòng)速度盤轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩將按比例地增加，使指針轉(zhuǎn)過更大的角度，因此車速不同指針指出的車速值也相應(yīng)不同。當(dāng)汽車停止行駛時(shí)，磁鐵停轉(zhuǎn)，彈簧游絲使指針軸復(fù)位，從而使指針指在“0”處。

熔煉金屬

交流的磁場(chǎng)在金屬內(nèi)感應(yīng)的渦流能產(chǎn)生熱效應(yīng)，這種加熱方法與用燃料加熱相比有很多優(yōu)點(diǎn)，除課本所述外還有：加熱效率高，達(dá)到50～90%；加熱速度快；用不同頻率的交流可得到不同的加熱深度，這是因?yàn)闇u流在金屬內(nèi)不是均勻分布的，越靠近金屬表面層電流越強(qiáng)，頻率越高這種現(xiàn)象越顯著，稱為“趨膚效應(yīng)”。工業(yè)上把感應(yīng)加熱依頻率分為四種：工頻（50赫）；中頻（0.5～8千赫）；超音頻（20～60千赫）；高頻（60～600千赫）。工頻交流直接由配電變壓器提供；中頻交變電流由三相電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)中頻發(fā)電機(jī)或用可控硅逆變器產(chǎn)生；超音頻和高頻交流由大功率電子管振蕩器產(chǎn)生。

無心式感應(yīng)熔爐的用途是熔煉鑄鐵、鋼、合金鋼和銅、鋁等有色金屬。所用交流的頻率要隨坩鍋能容納的金屬質(zhì)量多少來選擇，以取得最好的效果。例如：5千克的用20千赫，100千克的用2.5千赫，5噸的用1千赫以至50千赫。

冶煉鍋內(nèi)裝入被冶煉的金屬，讓高頻交變電流通過線圈，被冶煉的金屬中就產(chǎn)生很強(qiáng)的渦流，從而產(chǎn)生大量的熱使金屬熔化這種冶煉方法速度快，溫度容易控制，能避免有害雜質(zhì)混入被冶煉的金屬中，適于冶煉特種合金和特種鋼。

感應(yīng)加熱法也廣泛用于鋼件的熱處理，如淬火、回火、表面滲碳等，例如齒輪、軸等只需要將表面淬火提高硬度、增加耐磨性，可以把它放入通有高頻交流的空心線圈中，表面層在幾秒鐘內(nèi)就可上升到淬火需要的高溫，顏色通紅，而其內(nèi)部溫度升高很少，然后用水或其他淬火劑迅速冷卻就可以了，其他的熱處理工藝，可根據(jù)需要的加熱深度選用中頻或工頻等。

電動(dòng)機(jī)

發(fā)電機(jī)可以“反過來”運(yùn)作，成為電動(dòng)機(jī)。例如，用法拉第碟片這例子，設(shè)一直流電流由電壓驅(qū)動(dòng)，通過導(dǎo)電軸臂。然后由洛倫茲力定律可知，行進(jìn)中的電荷受到磁場(chǎng)B的力，而這股力會(huì)按佛來明左手定則訂下的方向來轉(zhuǎn)動(dòng)碟片。在沒有不可逆效應(yīng)（如摩擦或焦耳熱）的情況下，碟片的轉(zhuǎn)動(dòng)速率必需使得dΦB/dt等于驅(qū)動(dòng)電流的電壓。

變壓器

法拉第定律所預(yù)測(cè)的電動(dòng)勢(shì)，同時(shí)也是變壓器的運(yùn)作原理。當(dāng)線圈中的電流轉(zhuǎn)變時(shí)，轉(zhuǎn)變中的電流生成一轉(zhuǎn)變中的磁場(chǎng)。在磁場(chǎng)作用范圍中的第二條電線，會(huì)感受到磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)變，于是自身的耦合磁通量也會(huì)轉(zhuǎn)變（dΦB/dt）。因此，第二個(gè)線圈內(nèi)會(huì)有電動(dòng)勢(shì)，這電動(dòng)勢(shì)被稱為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或變壓器電動(dòng)勢(shì)。如果線圈的兩端是連接著一個(gè)電負(fù)載的話，電流就會(huì)流動(dòng)。

重要意義

電磁感應(yīng)是指因?yàn)榇磐孔兓a(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象。電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，是電磁學(xué)領(lǐng)域中最偉大的成就之一。它不僅揭示了電與磁之間的內(nèi)在聯(lián)系，而且為電與磁之間的相互轉(zhuǎn)化奠定了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，為人類獲取巨大而廉價(jià)的電能開辟了道路，在實(shí)用上有重大意義。法拉第電磁感應(yīng)定律的重要意義在于，一方面，依據(jù)電磁感應(yīng)的原理，人們制造出了發(fā)電機(jī)，電能的大規(guī)模生產(chǎn)和遠(yuǎn)距離輸送成為可能；另一方面，標(biāo)志著一場(chǎng)重大的工業(yè)和技術(shù)革命的到來。事實(shí)證明，電磁感應(yīng)在電工、電子技術(shù)、電氣化、自動(dòng)化方面的廣泛應(yīng)用對(duì)推動(dòng)社會(huì)生產(chǎn)力和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展發(fā)揮了重要的作用。

相關(guān)研究

電磁線圈炮簡(jiǎn)稱EMC（Electromagnetic Coilgun），是一種利用電磁感應(yīng)原理發(fā)射速度極高的炮彈的武器系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的火藥炮不同，電磁線圈炮不需要使用傳統(tǒng)火藥藥包，而是通過電磁力實(shí)現(xiàn)炮彈的推進(jìn)，從而大大提高了發(fā)射速度和射程。由于電磁線圈炮的優(yōu)勢(shì)，世界各國都在進(jìn)行相關(guān)技術(shù)研究。

2023年9月，中國研究團(tuán)隊(duì)通過納米材料的合成和調(diào)控，成功地設(shè)計(jì)出了一種高效、低成本的新型太陽能電池。通過這種結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，大大提高了太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率，并且在可控制備、可擴(kuò)展性和穩(wěn)定性等方面都有了顯著的改進(jìn)。此外，由于使用了新型材料，該電池的生產(chǎn)成本也大大降低，使得太陽能電池的普及化變得更加可行。