科普志愿者小组
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电与磁的关系
2013-10-01| 作者: | 点击:次 |

  在现实生活中,磁与电的关系密不可分,在很多的电工设备中(像电机、变压器、电磁铁、电工测量仪表以及其他各种铁磁元件),不仅有电路的问题,同时还有磁路的问题。

  电和磁有许多相似之处:带电体周围有电场,磁体周围也有磁场;同种电荷相斥,同名磁极也相斥;异种电荷相吸,异名磁极也相吸;变化的电场能激发磁场,变化的磁场也能激发电场;用摩擦的方法能使物体带上电,如果用磁铁的一极在一根铁棒上沿同一方向摩擦几次,也能使铁棒磁化。物理学家法拉第和麦克斯韦为此创立了“电生磁、磁生电”的电磁场理论。

  但是就像再美满恩爱的夫妻也会有性格上的差异和其它方面的不谐调一样,磁和电这对佳偶也并非是完全对称的,这种不对称性不论从宏观还是微观上都有所反映。在宏观上,从地球、月球、行星到恒星、银河系和河外星系,不可胜数的天体以及辽阔无垠的星际空间,都具有磁场,磁场对天体的起源、结构和演化都有着举足轻重的影响;可是电场在宇宙空间几乎无声无息,对丰富多彩的天文学似乎毫无建树。而从微观上看:在磁与电的关系中,磁性是更为本质的东西,我们可以用磁来制约电,却不能用电来制约磁(用电产生磁,例如电磁铁,则是另外一回事)。在电现象里,带电体可分割成单独带有正电荷和负电荷的粒子,正、负电荷可以单独存在;而磁体的两极总是成对出现,无论磁针被分割成多少部分,无论把它分割得多么小,新得到的每一段小磁铁总有两个磁极,长久以来,人们从来没有发现过单独存在的磁极--磁单极子。

  其实,笼统的讲,电流周围都存在磁场。无论是通电直导线,通电环形线圈还是通电螺线管,通电螺绕环等,它们都能产生磁场。运动的电荷周围也会存在磁场,原因很简单,运动的电荷会产生电流,有了电流,其周围便有了磁场。所以其实我们每一个人都是一个微型磁场,因为身上有很多电荷都时刻在运动着,只不过这些电流产生的磁场相对来说很小,而且有的互相抵消了,所以我们人与人之间才不会彼此被吸引。

  那么,磁又是通过什么方式来产生电的呢?由法拉第电磁实验可知,线圈中变化的电流可引起附近的其他线圈中产生电流,归根结底是因为变化的电流产生了变化的磁场,变化的磁场又感应出了感应电流,也就是说,当穿过导体回路的磁通量发生变化时,回路中产生了电流,这便是电磁感应现象。

  在生活中,磁生电,电生磁的例子又很多,例如变压器,它的建立基础就是交流铁心线圈电路,其工作原理就是电生磁,磁生电的形象反应。磁和电密切相关,磁离不开电,电也离不开磁,只有更好的掌握两者之间的区别和联系,才能真正掌握电磁学的知识!

 
 

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