元器件的电磁场

电感（Inductance）

一些电路中我们会发现带有器件属性的器件，我们通常会在附近加以二极管来避免反向电动势对电路中其他元器件的影响，我们来分析为什么要这样做。

参考：

Application of Electricity and Magnetism - Part 5 [Electric Power distribution]

• 电流大小电感或导线

  • 周围的磁场由电流产生，电流恒定磁场恒定
  • 当导线电流增大/减小才能产生逆/正向电动势
  • 增大电流产生逆向电动势，电动势阻碍电流增大，减少电流产生同向电动势，电动势维持电流减少
  • 增大电流产生的逆向电动势不足以产生逆向电流，则不会产生逆向磁场

• 楞次定律来拒去留描述的是线圈中放入或取出磁铁，用来模拟线圈中的磁场强弱变化

  • 磁场增强/减弱会产生正/逆向电动势
  • 正/逆向感应电动势产生感应电流
  • 感应电流产生新的磁场产生吸/斥力

电磁方向

线圈/导线中只要有电流流过就会产生磁场：

我们可以使用右手定则判断磁场的方向，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：

楞次定律

磁场增强/减弱 ===> 感应电动势 ===> 感应电流 ===> 产生磁场

• 左图向上增强的磁场产生的感应电动势方向，可比喻为线圈下方的磁铁从N极迅速插入，因此线圈也会产生逆向磁场表现出斥力（来拒），逆向磁场是由线圈内电动势产生，可使用右手定则判断出逆向磁场。
• 右图向上减弱的磁场产生的感应电动势方向，可比喻为线圈上方的磁铁从S极迅速拔出，因此线圈也会产生同向磁场表现出吸力（去留），同向磁场是由线圈内电动势产生，可使用右手定则判断出同向磁场。

公式

描述电感大小用L（电感量）表示，L理解为，同样1A电流，能“激发出多少磁链”

$$
L = \frac{\lambda}{I}
$$

λ（磁链）= 磁通 Φ × 匝数 N

• 磁通 Φ 理解为： 有多少“磁场线”穿过这个面

• 磁链 = 每一圈的磁通 × 线圈匝数N

✔ 第一层（直观）

• 磁通 Φ：穿过一个面的磁场量

✔ 第二层（线圈）

• 磁链 λ：所有线圈“总共链接的磁通”

✔ 第三层（电路）

• 电感 L：电流产生磁链的能力

法拉弟电磁感应定律

$$
v = - \frac{d\Phi}{dt}
$$
磁通发生变化 → 必然产生电压（感应电动势）

• 变化越快 → 电压越大
• 不变化 → 没有电压