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    1. 電力和磁學之間的關系

      電力和磁學是與電磁力相關的獨立但相互關聯的現象。它們共同構成了電磁學的基礎,電磁學是一門關鍵的物理學科。

      關鍵收獲:電力和磁學

      • 電力和磁性是電磁力產生的兩種相關現象。它們一起形成電磁。
      • 移動的電荷產生磁場。
      • 磁場引起電荷運動,產生電流。
      • 在電磁波中,電場和磁場彼此垂直。

      除了重力引起的行為外,日常生活中幾乎每一次都源于電磁力。它負責原子之間的相互作用以及物質和能量之間的流動。其他基本力量是控制放射性衰變和原子核形成的弱和強核力。

      由于電力和磁學非常重要,因此從基本了解它們是什么以及它們如何工作開始是一個好主意。

      電力基本原理

      電力是與固定或移動電荷相關的現象。電荷源可以是基本粒子,電子(其具有負電荷),質子(其具有正電荷),離子或具有正電荷和負電荷不平衡的任何更大的體。正電荷和負電荷相互吸引(例如,質子被電子吸引),而相似的電荷相互排斥(例如,質子排斥其他質子,電子排斥其他電子)。

      熟悉的電力例子包括閃電,插座或電池的電流以及靜電。常用的SI單位電力包括c的安培(A)電流,用于充電的庫侖(C),用于電位差的伏特(V),用于電阻的歐姆(Ω)和用于功率的瓦特(W)。靜止點電荷具有電場,但是如果電荷開始運動,則它也產生磁場。

      磁性的基本原理

      磁性被定義為移動電荷產生的物理現象。而且,磁場可以誘導帶電粒子移動,產生電流。電磁波(例如光)具有電和磁分量。波浪的兩個組成部分沿相同的方向行進,但彼此成直角(90度)。

      像電一樣,磁性在物體之間產生吸引力和排斥力。雖然電是基于正電荷和負電荷,但沒有已知的磁單極。任何磁性粒子或物體都有一個"北"和"南"極點,其方向基于地球的方向'磁場。像磁鐵的兩極相互排斥(例如,北排斥),而相反的兩極相互吸引(南北吸引)。

      熟悉的磁性例子包括指南針'對地球的反應'磁場,棒磁體的吸引和排斥以及圍繞電磁體的場。然而,每個移動的電荷都有磁場,因此原子的軌道電子產生磁場;存在與電力線相關的磁場;硬盤和揚聲器依靠磁場起作用。磁性的關鍵SI單位包括用于磁通密度的特斯拉(T),用于磁通的韋伯(Wb),用于磁場強度的安培每米(A/m)和用于電感的亨利(H)。

      電磁學的基本原理

      電磁學這個詞來自希臘作品elektron的組合,意思是"amber"和magnetis lithos,意思是"鎂橄欖石,"它是一種磁性鐵礦。古希臘人熟悉電力和磁學,但認為它們是兩個獨立的現象。

      被稱為電磁學的關系是'直到James Clerk Maxwell在1873年發表了一篇關于電力和磁學的論文。Maxwell'的工作包括二十個著名的方程,這些方程已經被壓縮成四個偏微分方程。由等式表示的基本概念如下:

      1. 像電荷排斥,不像電荷吸引。吸引力或排斥力與它們之間距離的平方成反比。
      2. 磁極始終以南北對的形式存在。像桿一樣排斥和吸引不同。
      3. 導線中的電流在導線周圍產生磁場。磁場的方向(順時針或逆時針)取決于電流的方向。這是"右手規則,"如果你的拇指指向當前方向,磁場的方向跟隨右手的手指。
      4. 移動一個線圈朝向或遠離磁場感應導線中的電流。電流的方向取決于運動的方向。

      Maxwell's理論與牛頓力學相矛盾,但實驗證明了Maxwell's方程。愛因斯坦的狹義相對論最終解決了這一沖突。

      來源

      • Hunt,Bruce J.(2005)。麥克斯韋人??的螤枺嚎的螤柎髮W出版社。第165-166頁。ISBN 978-0-8014-8234-2。
      • 國際純粹與應用化學聯合會(1993)。物理化學中的數量,單位和符號科普小品,第二版,牛津:布萊克威爾科學。ISBN 0-632-03583-8。第14-15頁。
      • Ravaioli,Fawwaz T.Ulaby,Eric Michielssen,Umberto(2010)。應用電磁學基礎(第6版)。波士頓:Prentice Hall。p、 13。ISBN 978-0-13-213931-1。

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