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電與磁的關系

發布時間:2013-10-01 字體大小: 【 關閉 】

  在現實生活中,磁與電的關系密不可分,在很多的電工設備中(像電機、變壓器、電磁鐵、電工測量儀表以及其他各種鐵磁元件),不僅有電路的問題,同時還有磁路的問題。

  電和磁有許多相似之處:帶電體周圍有電場,磁體周圍也有磁場;同種電荷相斥,同名磁極也相斥;異種電荷相吸,異名磁極也相吸;變化的電場能激發磁場,變化的磁場也能激發電場;用摩擦的方法能使物體帶上電,如果用磁鐵的一極在一根鐵棒上沿同一方向摩擦幾次,也能使鐵棒磁化。物理學家法拉第和麥克斯韋為此創立了“電生磁、磁生電”的電磁場理論。

  但是就像再美滿恩愛的夫妻也會有性格上的差異和其它方面的不諧調一樣,磁和電這對佳偶也并非是完全對稱的,這種不對稱性不論從宏觀還是微觀上都有所反映。在宏觀上,從地球、月球、行星到恒星、銀河系和河外星系,不可勝數的天體以及遼闊無垠的星際空間,都具有磁場,磁場對天體的起源、結構和演化都有著舉足輕重的影響;可是電場在宇宙空間幾乎無聲無息,對豐富多彩的天文學似乎毫無建樹。而從微觀上看:在磁與電的關系中,磁性是更為本質的東西,我們可以用磁來制約電,卻不能用電來制約磁(用電產生磁,例如電磁鐵,則是另外一回事)。在電現象里,帶電體可分割成單獨帶有正電荷和負電荷的粒子,正、負電荷可以單獨存在;而磁體的兩極總是成對出現,無論磁針被分割成多少部分,無論把它分割得多么小,新得到的每一段小磁鐵總有兩個磁極,長久以來,人們從來沒有發現過單獨存在的磁極--磁單極子。

  其實,籠統的講,電流周圍都存在磁場。無論是通電直導線,通電環形線圈還是通電螺線管,通電螺繞環等,它們都能產生磁場。運動的電荷周圍也會存在磁場,原因很簡單,運動的電荷會產生電流,有了電流,其周圍便有了磁場。所以其實我們每一個人都是一個微型磁場,因為身上有很多電荷都時刻在運動著,只不過這些電流產生的磁場相對來說很小,而且有的互相抵消了,所以我們人與人之間才不會彼此被吸引。

  那么,磁又是通過什么方式來產生電的呢?由法拉第電磁實驗可知,線圈中變化的電流可引起附近的其他線圈中產生電流,歸根結底是因為變化的電流產生了變化的磁場,變化的磁場又感應出了感應電流,也就是說,當穿過導體回路的磁通量發生變化時,回路中產生了電流,這便是電磁感應現象。

  在生活中,磁生電,電生磁的例子又很多,例如變壓器,它的建立基礎就是交流鐵心線圈電路,其工作原理就是電生磁,磁生電的形象反應。磁和電密切相關,磁離不開電,電也離不開磁,只有更好的掌握兩者之間的區別和聯系,才能真正掌握電磁學的知識!

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