A-level 物理/力、場和能/電磁感應

我們已經研究了，當導線在磁場中透過電流時，導線會受到力的作用。反之亦然，當導線受到力作用時，導線中會產生感應電流。這徹底改變了世界，因為它意味著現在可以更便宜地生產電力。

感應電動勢。

當導體穿過磁場時，會產生電動勢，導體產生的磁場與原磁場的相互作用會導致偏轉。

法拉第定律

邁克爾·法拉第在他的定律中指出：產生的電動勢（EMF）的大小與磁場變化率成正比。

磁通密度是衡量磁場強度的指標，本質上是磁場在給定高度內的磁力線密度。

反轉電機效應 B/A

感應電流方向

感應電流方向遵循楞次定律，楞次定律指出，線圈中的感應電流方向總是阻礙產生該電流的變化。例如，如果我們以一定速度將磁鐵的北極靠近一箇中性的線圈，線圈中的感應電流方向會阻礙北極，或者簡單地說，在靠近北極的一側會感應出北極，這將導致線圈中產生電流。如果我們假設線圈放置在水平的空氣空間中，並將北極從上側靠近它，然後從上側觀察線圈，則感應電流方向為逆時針方向。

計算感應電動勢

法拉第定律指出：感應電動勢等於磁通量變化率。
磁通量 = 磁場強度 x 面積 = BA。
變化率意味著我們考慮隨時間（以秒為單位）變化的變數。
因此...感應電動勢 = （磁通密度變化 x 面積）/ 時間變化。
或 EMF = BA/t
如果我們用線圈來做，則面積變為一個線圈的面積乘以線圈的數量，A = πr²n
因此，感應電動勢 = (Bπr²n)/t。
如果我們想增加感應電動勢的大小，我們可以...
增加“掃過”的面積。
增加磁通密度。
減少所用時間。
感應電動勢還與物體穿過磁通量的速度成正比。
因為 BA/t 可以改寫為...EMF = 磁通密度 x 寬度 x 速度。
這是因為速度 = 距離 / 時間。

記住！- 電動勢的單位是伏特，磁通密度的單位是特斯拉，面積的單位是米²，時間的單位是秒。
因此，你必須將 mm、cm、km、分鐘等單位進行轉換。

法拉第定律

  The magnitude of induced EMF is proportional to the rate of change of magnetic flux linkage:
  $E.M.F.\propto {\frac {\Delta NBA}{\Delta t}}\cdot \cos \left(x\right)$

楞次定律

楞次定律指出，感應電流的方向總是阻礙產生該電流的變化。這只是對法拉第定律的一個小補充。

$E.M.F.=-{\frac {\Delta NBA}{\Delta t}}$

（注意負號！）

變壓器

變壓器由兩個或多個非磁化磁性材料繞組組成。一個繞組是初級繞組，連線到交流電源。另一個是次級繞組。

當在初級繞組中建立交流電流時，它會產生變化的磁通量，這種變化的磁通量會在次級繞組中引起感應電動勢 (e.m.f)。

變壓器可用於透過改變初級和次級繞組的匝數來升高或降低電壓。