电磁学的几个定律

电磁学的几个定律

电磁学的应用很广泛，在电子设计，比如处理EMC 问题，变压器设计，电机驱动设计中，都有其身影存在，掌握这些基础知识的概念，对我们分析问题可以有很好的帮助。
其中，有几个定律是需要特别掌握的，左手定则，右手定则，安培定则，电磁感应定律 和 楞次定律。
一、左手定则：
用于判断通电导线处于磁场中时，所受安培力F的方向，这是这么多定律中，唯一用于判断力的方向的，也是唯一用左手的。
初中物理课上，介绍的是用左手手掌的方式来判断，如下图： 磁场方向穿过掌心，四指方向为电流方向，那么大拇指的指向就是力的方向。
工程上，也常用如下3根手指的方法：（Fleming's left hand rule）

二、右手定则：
用于判断导线在磁场中运动时，导线上所产生的电流的方向，这就是发电机的基础。
同样的，可以使用手掌掌心的方法来判断，也可以用3根手指头的方法来判断（Fleming’s right hand rule）。

三、安培定则
安培定则，也叫右手螺旋定则，用于描述电流与电流所产生的磁场的磁感线方向间的关系，安培定则有以下两种应用场景：
A. 直导线的磁场：
用右手握住通电直导线，让大拇指指向电流的方向，那么弯曲的四指的指向就是磁感线的环绕方向（B的方向）。
B. 通电螺线管的磁场：
用右手握住通电螺线管，使四指弯曲与电流方向一致，那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极，也就是磁场的方向。
四、电磁感应定律
法拉第电磁感应定律，描述的是感应电动势EMF（Electromotive Force） 与磁通之间的关系。线圈中磁通的变化率与感应电动势成正比，感应电动势与磁通的表达式如下所示：

五、楞次定律：（电磁感应定律的补充）
楞次定律补充了法拉第电磁感应定律中感应电流（感应电动势）的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，所以感应电动势完整的表达式如下所示：
六、安培环路定律：
磁场强度H 沿任何闭合路径C(即环路积分）的线积分等于其所包围的电流强度的代数和（安匝数），安培环路定律告诉我们，磁场是由运动电荷产生的，就是磁生电。

**七、电磁学的常见物理量及其含义
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B：表示磁感应强度（磁通密度：单位面积上的磁通），单位（T）
S：表示与磁力线方向垂直的面积，单位（m2）
Φ：表示穿过S面积的磁通，单位（Wb）
H : 表示磁场强度， 单位 A/m
μ： 磁导率
B = μH
Φ = BS (磁感应强度与平面垂直)
Φ = BScosθ(磁感应强度与平面成夹角)