電磁學簡介和兩個重要方面

使用 電磁 可以在我們周圍注意到。 我們無法想像沒有電燈,沒有電話,沒有個人計算機,也沒有火車的世界。 所有這些都是因為 電磁效應.

電磁史

 科學家, 奧斯特 在他的實驗中,法拉第通過實驗證明了電流可以產生磁場,並通過實驗說明了逆過程。 這些實驗的結論是 電場 可以由變化的磁場產生,並且 磁場 可以由電場或僅由電流產生。 詹姆斯·克萊克·麥克斯韋(James Clerk Maxwell)也為電場和磁場之間的關係做出了巨大貢獻。

電磁學簡介和兩個重要方面
奧斯特 ,圖像信用– 克里斯托弗·威廉·埃克斯伯格 藝術家QS:P170,Q363823, Ørsted,標記為公共領域,有關的更多詳細信息 維基共享資源
電磁學簡介和兩個重要方面
詹姆斯·克萊克·麥克斯韋 ,圖像信用– 喬治·J·斯托達特 創建者QS:P170,Q19832615, 詹姆斯·克萊克·麥克斯韋,標記為公共領域,有關的更多詳細信息 維基共享資源

後來,愛因斯坦也通過他的相對論,指出它們是相互聯繫的,可以看作一個現象。 我們在此分支中研究的電與磁之間的相互作用稱為電磁。

什麼是電磁學? 

當電流流過導體(例如線圈,電線)時,會感應出磁場。 通常,此過程稱為電磁。 感應磁場線的方向可以通過右旋尺確定。

在這種情況下,我們可以想像我們握住電流流經的導線,這樣我們的拇指便指向電流方向,並且磁場線繞導線彎曲的方式類似於其他手指的彎曲方式。 這樣,我們可以找到導線磁場的方向。

右手拇指法則
右手拇指法則
載流導線周圍的磁場
磁力線繞載流線的方向

現在,一旦確定了磁場的方向和方向,下一個問題便是其強度是多少? 載流導線周圍的磁場相對較弱,因為實際應用中通常使用的電流剛好足以使小羅盤針偏轉甚至更多。

為了產生強磁場並因此在相等的電流量下產生更多的磁通量,可以將導線纏繞到線圈上,然後在導線中圍繞導線周圍的各個循環磁場求和。

載流線圈產生的磁力線
載流線圈產生的磁力線,圖像信用– 極客3VFPt電磁閥校正2CC BY-SA 3.0

電流和磁場作為電磁學的兩個基本方面的簡要說明

電磁學的重要組成部分是電流或電流的概念,而電流或電流又與物質內部電荷的行為有關,包括其分佈和運動。 根據其中的電荷運動,將不同的材料分類為導體或絕緣體。 電流可以簡單地說是電荷流的量度。

電磁的另一個重要部分是磁性。 磁性科學誕生於對礦石的不同觀察,這些礦石可能吸引小塊鐵並保持在漂浮的軟木塞上並指向特定的方向。 後來推論,這種現像是基本粒子自旋磁矩不同的結果。

什麼是電磁波?

麥克斯韋(Maxwell)給出的數學電磁方程表明,電場和磁場以波的形式一起在整個空間中傳播。 這是可能的,因為變化的磁場會感應出變化的電場,反之亦然,即使在沒有任何介質的情況下,這些變化的磁場也會穿過彼此相互垂直的空間。 這些波稱為電磁波。

電磁波
電磁波
圖片來源: And1畝電磁波CC BY-SA 4.0

什麼是電磁感應?

為了首先了解電磁感應,我們需要了解磁通量。 像電通量一樣,磁通量與穿過表面的磁力線的數量成比例。 任何磁場與導體的相對運動都會導致通過導體的磁通量發生變化,從而導致產生感應電動勢(emf)或電壓。 這種現象稱為電磁感應。 您將在接下來的部分中了解有關電磁感應的更多信息。

電磁學簡介和兩個重要方面
電場感應磁場,圖像信用– Simple_electromagnet.gif:原始上傳者為 狂戰士 at 俄語維基百科。 衍生作品: 切特沃諾 ()更改原始圖片:將CCW旋轉90°並變亮以顯示細節。 簡易電磁鐵2,標記為公共領域,有關的更多詳細信息 維基共享資源

什麼是電磁力?

電力為 帶電粒子。 但是磁力作用在移動的帶電粒子上。 因此,帶電粒子上的電磁力的總和可以歸納為電磁力。

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