电生磁的磁场
发布时间:2011/9/28 11:37:02 访问次数:3879
1.各种电流的磁场方向 AD603AQ
前面介绍了线圈电流的磁场,下面再介绍直线电流、环形电流、真空电流的磁场及方向。
图3-9 (a)所示为一根直导线导通电流(简称直线电流)产生的磁场,电流从下端流向上端,电流磁场的磁力线,是以导线上各点为圆心的同心圆,这些同心圆在与导线垂直的平面上。实验表明,改变导线电流方向,磁场方向也会随着改变。
直线电流方向跟磁力线方向之间的关系可用右手螺旋定则来判定:用右手握住导线,使伸直大母指所指的方向跟导线的电流方向一致,那么弯曲的四指所指的方向就是磁力线环绕方向。
通电直导线周围磁场的强度,随着离开导线的距离增大而减弱。
图3-9 (b)所示是环形导线电流的磁场,它的磁力线是围绕环形导线的闭合曲线。环形电流磁场方向与环形导线的平面垂直,其磁力线是从环形电流的一侧穿出而从另一侧穿入。
环形电流方向跟磁场(或磁力线)方向之间的关系,可用右手螺旋定则来判定:让右手四指弯曲的方向与环形电流方向一致,则大拇指所指方向就是环形电流磁场的方向。
图3-9 (c)所示不是导线,而是一个真空阴极射线管元件。其下端加正电压,上端加负电压后,就会有电子源源不断地从上端射到下端形成电流,电流方向与电子运动方向相反,是从下端流向上端。电子电流的磁场与图3-9 (a)所示电流磁场方向相同。真空管的电流(简称真空电流)磁场,也属于直线电流磁场。
下面深入讨论通电直导线、真空电流在磁场中的受力,为以后学习打下基础。
2.磁场对电流的作用力 AD627ARZ
两个邻近的磁铁会通过磁场相互产生作用力。同理,通电导线置于磁场中就要受到磁场力的作用。
图3-10 (a)中永久性碲形磁铁的磁场方向是由上端N极指向下端S极的。磁场中通电直导线的电流是从“+”端流向“-”端,直线电流的磁场方向足图中圆环上箭头方向。
因为磁场中通电导线产生了磁场,磁铁磁场便对导线产生作用力,这种作用力通常叫做安培力,有一定方向。科学实验证明,安培力方向既与磁场方向垂直,又与电流方向垂直。三者的关系符合左手定则:平伸左手,使大拇指跟其余四指垂直,让磁力线垂直穿入手心,使四指指向电流方向,这时拇指所指方向就是安培力的方向,如图3-10 (b)所示。这让磁力线垂直穿入掌心水平向左运动。
实验还证明:磁场对通电直导线的作用力,与导线在磁场中的有效长度L成正比,与导线导通的电流强度,成正比,与导线所处的磁场强度B成正比。用公式表示为 F=BIL
式中,F表示导线在磁场中受到的磁场力,单位为N;磁场强度B的单位为T:导线电流I的单位为A;导线有效长度三的单位为m。
这就是说,在1T的磁场强度中,1m导线通过1A电流时,导线受到磁场的作用力就是1N。
另外,磁场对通电导线的作用力还跟导线与磁力线的夹角有关。夹角为90。时,作用力最大;夹角减小,作用力减小,夹角为0时,作用力为0。
3.感应磁场的磁感应强度
磁场强度通常用磁为线疏密来描述。某处磁力线密,该处磁场就强;某处磁力线疏,该处磁场就弱。这样的磁场,称为非均匀磁场。如果磁力线是一组疏密均匀、方向一致的平行线,则必然各处磁场强度都相等,方向也处处相同,这样的磁场称为匀强磁场。
通电线圈或通电直导线产生的感应磁场强度,简称为磁感应强度。
磁感应强度通常是用“磁通量”来描述的。磁通量是垂直穿过某一平面的磁力线数。穿过某一平面磁力线数量越多,磁通量就越大,磁感应强度就越强。也就是说,磁力线越密,磁感应强度越强。
1.各种电流的磁场方向 AD603AQ
前面介绍了线圈电流的磁场,下面再介绍直线电流、环形电流、真空电流的磁场及方向。
图3-9 (a)所示为一根直导线导通电流(简称直线电流)产生的磁场,电流从下端流向上端,电流磁场的磁力线,是以导线上各点为圆心的同心圆,这些同心圆在与导线垂直的平面上。实验表明,改变导线电流方向,磁场方向也会随着改变。
直线电流方向跟磁力线方向之间的关系可用右手螺旋定则来判定:用右手握住导线,使伸直大母指所指的方向跟导线的电流方向一致,那么弯曲的四指所指的方向就是磁力线环绕方向。
通电直导线周围磁场的强度,随着离开导线的距离增大而减弱。
图3-9 (b)所示是环形导线电流的磁场,它的磁力线是围绕环形导线的闭合曲线。环形电流磁场方向与环形导线的平面垂直,其磁力线是从环形电流的一侧穿出而从另一侧穿入。
环形电流方向跟磁场(或磁力线)方向之间的关系,可用右手螺旋定则来判定:让右手四指弯曲的方向与环形电流方向一致,则大拇指所指方向就是环形电流磁场的方向。
图3-9 (c)所示不是导线,而是一个真空阴极射线管元件。其下端加正电压,上端加负电压后,就会有电子源源不断地从上端射到下端形成电流,电流方向与电子运动方向相反,是从下端流向上端。电子电流的磁场与图3-9 (a)所示电流磁场方向相同。真空管的电流(简称真空电流)磁场,也属于直线电流磁场。
下面深入讨论通电直导线、真空电流在磁场中的受力,为以后学习打下基础。
2.磁场对电流的作用力 AD627ARZ
两个邻近的磁铁会通过磁场相互产生作用力。同理,通电导线置于磁场中就要受到磁场力的作用。
图3-10 (a)中永久性碲形磁铁的磁场方向是由上端N极指向下端S极的。磁场中通电直导线的电流是从“+”端流向“-”端,直线电流的磁场方向足图中圆环上箭头方向。
因为磁场中通电导线产生了磁场,磁铁磁场便对导线产生作用力,这种作用力通常叫做安培力,有一定方向。科学实验证明,安培力方向既与磁场方向垂直,又与电流方向垂直。三者的关系符合左手定则:平伸左手,使大拇指跟其余四指垂直,让磁力线垂直穿入手心,使四指指向电流方向,这时拇指所指方向就是安培力的方向,如图3-10 (b)所示。这让磁力线垂直穿入掌心水平向左运动。
实验还证明:磁场对通电直导线的作用力,与导线在磁场中的有效长度L成正比,与导线导通的电流强度,成正比,与导线所处的磁场强度B成正比。用公式表示为 F=BIL
式中,F表示导线在磁场中受到的磁场力,单位为N;磁场强度B的单位为T:导线电流I的单位为A;导线有效长度三的单位为m。
这就是说,在1T的磁场强度中,1m导线通过1A电流时,导线受到磁场的作用力就是1N。
另外,磁场对通电导线的作用力还跟导线与磁力线的夹角有关。夹角为90。时,作用力最大;夹角减小,作用力减小,夹角为0时,作用力为0。
3.感应磁场的磁感应强度
磁场强度通常用磁为线疏密来描述。某处磁力线密,该处磁场就强;某处磁力线疏,该处磁场就弱。这样的磁场,称为非均匀磁场。如果磁力线是一组疏密均匀、方向一致的平行线,则必然各处磁场强度都相等,方向也处处相同,这样的磁场称为匀强磁场。
通电线圈或通电直导线产生的感应磁场强度,简称为磁感应强度。
磁感应强度通常是用“磁通量”来描述的。磁通量是垂直穿过某一平面的磁力线数。穿过某一平面磁力线数量越多,磁通量就越大,磁感应强度就越强。也就是说,磁力线越密,磁感应强度越强。
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