磁場是怎麼形成的

General 更新 2024年05月23日

  所謂磁場,就是指存在磁力作用的空間。磁場是物質存在的基本形式之一,它存在於磁體周圍空間、運動電荷周圍空間以及電流周圍空間。你對磁場有多少了解?下面由小編為你詳細介紹磁場的相關知識。

  

  假想有一根直立的金屬棒,上下兩端加上電位差使得電子朝向正電位端加速,而另一端由於缺少電子而帶正電。這樣的電流會在四周空間形成磁場。

  磁場的基本特徵是能對其中的運動電荷施加作用力,即通電導體在磁場中受到磁場的作用力。磁場對電流、對磁體的作用力或力距皆源於此。而現代理論則說明,磁力是電場力的相對論效應。

  與電場相仿,磁場是在一定空間區域內連續分佈的向量場,描述磁場的基本物理量是磁感應強度向量B ,也可以用磁感線形象地圖示。然而,作為一個向量場,磁場的性質與電場頗為不同。

  運動電荷或變化電場產生的磁場,或兩者之和的總磁場,都是無源有旋的向量場,磁力線是閉合的曲線簇,不中斷,不交叉。換言之,在磁場中不存在發出磁力線的源頭,也不存在會聚磁力線的尾閭,磁力線閉合表明沿磁力線的環路積分不為零,即磁場是有旋場而不是勢場***保守場***,不存在類似於電勢那樣的標量函式。

  磁場作用

  電磁場是電磁作用的媒遞物,是統一的整體,電場和磁場是它緊密聯絡、相互依存的兩個側面,變化的電場產生磁場,變化的磁場產生電場,變化的電磁場以波動形式在空間傳播。電磁波以有限的速度傳播,具有可交換的能量和動量,電磁波與實物的相互作用,電磁波與粒子的相互轉化等等,都證明電磁場是客觀存在的物質,它的“特殊”只在於沒有靜質量。

  磁現象是最早被人類認識的物理現象之一,指南針是中國古代一大發明。磁場是廣泛存在的,地球,恆星***如太陽***,星系***如銀河系***,行星、衛星,以及星際空間和星系際空間,都存在著磁場。為了認識和解釋其中的許多物理現象和過程,必須考慮磁場這一重要因素。在現代科學技術和人類生活中,處處可遇到磁場,發電機、電動機、變壓器、電報、電話、收音機以至加速器、熱核聚變裝置、電磁測量儀表等無不與磁現象有關。甚至在人體內,伴隨著生命活動,一些組織和器官內也會產生微弱的磁場。地球的磁級與地理的兩極相反。

  磁場型別

  恆磁場又稱為靜磁場,而交變磁場,脈動磁場和脈衝磁場屬於動磁場。磁場的空間各處的磁場強度相等或大致相等的稱為均勻磁場,否則就稱為非均勻磁場。離開磁極表面越遠,磁場越弱,磁場強度呈梯度變化。

  計算機模擬演示地球的磁場

  1.恆定磁場 磁場強度和方向保持不變的磁場稱為恆定磁場或恆磁場,如鐵磁片和通以直流電的電磁鐵所

  產生的磁場。

  2.交變磁場 磁場強度和方向在規律變化的磁場,如工頻磁療機和異極旋轉磁療器產生的磁場。

  3.脈動磁場 磁場強度有規律變化而磁場方向不發生變化的磁場,如同極旋轉磁療器、通過脈動直流電磁鐵產生的磁場。

  4.脈衝磁場 用間歇振盪器產生間歇脈衝電流,將這種電流通入電磁鐵的線圈即可產生各種形狀的脈衝磁場。脈衝磁場的特點是間歇式出現磁場,磁場的變化頻率、波形和峰值可根據需要進行調節。

  磁場的相關術語

  磁感應強度:與磁力線方向垂直的單位面積上所通過的磁力線數目,又叫磁力線的密度,也叫磁通密度,用B表示,單位為特斯拉***T***。

  磁通量:磁通量是通過某一截面積的磁力線總數,用Φ表示,單位為韋伯***Weber***,符號是Wb。 通過一線圈的磁通的表示式為:Φ=B·S***其中B為磁感應強度,S為該線圈的面積。*** 1Wb=1T·m2

  安培力:***左手定則***F=BIL*Sinθ

  洛倫茲力:***左手定則******微觀上***F=qvBSinθ

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  磁體應用

  其中最著名的是指南針,四大發明之一,他就是利用磁體的磁極具有指向性製成的,最早的指南儀叫司南

  現已廣泛用於發電機、電動機、指南針等方面,比如磁力抽水泵。永磁體還可以用來發電,而且目前大部分的發電裝置***比如火力發電,水力發電***都是用線圈切割磁體磁場來發電的。

  還可以做理髮用的電吹風。我們能夠聽到磁帶或唱片上的音樂,也是磁體的功勞。

  地球本身也是一個大的磁體,並有它自己的磁力。

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