发现磁性和电力之间的关系是如此许多其他科学发现,几乎偶然地偶然地偶然发现了。丹麦物理学家汉斯基督徒奥斯特的一天在1820年讲道可能性电和磁是相互联系的,在这个过程中,他在全班同学面前做了实验,最后证明了这一点!
通过一个电流通过悬挂在磁罗盘上的一根金属线,奥斯特能够使罗盘指针对电流做出一定的运动。这堂课开始时的猜测在最后被证实为事实。不用说,奥斯特得为以后的课复习他的讲稿!他的偶然发现为一个全新的科学分支铺平了道路:电磁。
详细的实验表明,电流产生的磁场总是垂直于流动方向。表示这种关系的一个简单方法称为右手定则。Simply stated, the right-hand rule says that the magnetic flux lines produced by a current-carrying wire will be oriented the same direction as the curled fingers of a person’s right hand (in the “hitchhiking” position), with the thumb pointing in the direction of conventional current flow:
磁场围绕着这条直的载流导线;没有明确的“南北”极的磁通量线。
虽然携带电流承载线的磁场确实有趣,但对于常见的电流相当弱,能够偏转罗盘针而不是更多的。用相同量的电流创造更强的磁场力(且因此,更多的场磁通),我们可以将电线包裹成线圈形状,其中圆圈磁场绕着导线会产生一个更大的磁场,具有确定的磁极(南北):
线圈产生的磁场力与通过导线的电流乘以线圈中导线的匝数成正比。这个场力叫做磁动势(mmf),和电路中的电动势(E)非常相似。
一个电磁铁是一条旨在通过电流通过电流产生磁场的丝网。虽然所有当前携带导体产生磁场,电磁铁通常以这种方式构造,以最大化其产生特殊目的的磁场的强度。电磁铁在研究,工业,医疗和消费产品中发现经常应用。
作为可电控磁体,电磁铁在各种各样的“机电”装置中可以采用应用:通过电力带来机械力或运动的机器。也许这款机器的最明显的例子是电动马达。
另一个例子是中继,电控开关。如果建立开关接触机构,以便通过施加磁场可以被致动(打开和关闭),并且将电磁铁线圈放置在近附近以产生该必要场,可以打开和关闭通过施加通过线圈的电流来开关。实际上,这为我们提供了一种能够控制电力的设备:
继电器可以构造以致动多个开关触点,或者在“反向”中操作它们(激励线圈打开开关触点,不通电线圈将允许它再次弹簧闭合)。
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