电磁学
与许多其他科学发现一样,磁与电之间关系的发现几乎是偶然发现的。 1820 年的一天,丹麦物理学家汉斯·克里斯蒂安·奥斯特 (Hans Christian Oersted) 正在讲授可能性 电和磁是相互关联的,并在此过程中在全班同学面前通过实验最终证明了这一点!
通过让电流通过悬挂在磁罗盘上方的金属线,奥斯特能够根据电流使罗盘指针产生一定的运动。课堂开始时的猜测在最后被证实为事实。不用说,奥斯特必须为以后的课程修改他的讲义!他的偶然发现为一个全新的科学分支铺平了道路:电磁学。
详细的实验表明,电流产生的磁场总是垂直于流动方向。显示这种关系的一种简单方法称为右手法则 .简单地说,右手定则说,由载流导线产生的磁力线将与人右手(在“搭便车”位置)的弯曲手指方向相同,拇指指向常规电流方向:
磁场环绕着这根直的载流导线;磁力线没有明确的“北极”或“南极”。
虽然载流导线周围的磁场确实很有趣,但对于普通电流量来说,它非常微弱,能够偏转罗盘指针,仅此而已。为了在相同的电流量下产生更强的磁场力(从而产生更多的场通量),我们可以将导线缠绕成线圈形状,其中围绕导线的环绕磁场将结合以产生更大的磁场确定的磁(南北)极性:
线圈产生的磁场力的大小与通过导线的电流乘以线圈中导线的“匝数”或“缠绕”数成正比。这种场力称为磁动力 (mmf),非常类似于电路中的电动势 (E)。
电磁铁 是一根电线,旨在通过电流通过它来产生磁场。尽管所有载流导体都会产生磁场,但电磁铁的构造方式通常是为了使其产生的磁场强度最大化以用于特殊目的。电磁铁在研究、工业、医疗和消费产品中得到广泛应用。
作为一种可电控的磁铁,电磁铁可应用于各种“机电”设备:通过电力产生机械力或运动的机器。也许这种机器最明显的例子是电动机 .
另一个例子是中继 , 一个电控开关。如果建立一个开关触点机构,使其可以通过施加磁场来启动(打开和关闭),并且在附近放置一个电磁线圈以产生所需的磁场,则可以打开和关闭通过线圈施加电流来实现开关。实际上,这给了我们一个让电控制电的装置:
继电器可以构造成驱动多个开关触点,或以“反向”操作它们(线圈通电将打开 开关触点,并且给线圈断电将使其再次弹合)。
评论:
- 当电流流过导体时,该导体周围会产生磁场。
- 右手定则指出,载流导线产生的磁力线将与人右手(处于“搭便车”位置)的弯曲手指方向相同,拇指指向常规电流的方向。
- 通过将导线成形为线圈而不是直线,可以大大增加载流导线产生的磁场力。如果缠绕成线圈形状,磁场将沿着线圈长度的轴定向。
- 电磁体产生的磁场力(称为磁动势 或 mmf),与通过电磁体的电流与由导线形成的完整线圈“匝数”的乘积(乘法)成正比。
相关工作表:
- 中级电磁学和电磁感应工作表
- 基本电磁学和电磁感应工作表
工业技术