所有关于电路

电磁

第十四章-磁学及电磁学

PDF版本

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:

右手规则

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):

盘旋磁场

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:

控制电图

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)。

继电器多个开关触点

点评:

  • 当电流流过导体时,将在该导体周围产生磁场。
  • The right-hand rule states 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.
  • 载流导线所产生的磁场力可以通过把导线做成线圈而不是直线来大大增加。如果绕成线圈的形状,磁场将沿着线圈长度的轴方向。
  • 电磁铁产生的磁场力(称为磁动势或MMF),与通过电磁铁的电流的产品(乘法)成比例,并且由电线形成的完整线圈“匝数”的数量。

相关工作表: