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[!--downpath--]電磁效應(yīng)
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電和磁是不可分割的,它們始終交織在一起。簡單地說,就是電生磁、磁生電
電生磁
如果一條直的金屬導(dǎo)線通過電流,那么在導(dǎo)線周圍的空間將產(chǎn)生圓形磁場。導(dǎo)線中流過的電流越大,產(chǎn)生的磁場越強(qiáng)。磁場成圓形,圍繞導(dǎo)線周圍。磁場的方向可以根據(jù) “ 右手定則 ”( 見圖 1) 來確定:將右手拇指伸出,其余四指并攏彎向掌心。這時(shí),拇指的方向?yàn)殡娏鞣较颍溆嗨闹傅姆较蚴谴艌龅姆较颉?shí)際上,這種直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場類似于在導(dǎo)線周圍放置了一圈 NS 極首尾相接的小磁鐵的效果。
圖 1 右手定則
如果將一條長長的金屬導(dǎo)線在一個(gè)空心筒上沿一個(gè)方向纏繞起來,形成的物體我們稱為螺線管。如果使這個(gè)螺線管通電,那么會(huì)怎樣?通電以后,螺線管的每一匝都會(huì)產(chǎn)生磁場,磁場的方向如圖 2 中的圓形箭頭所示。那么,在相鄰的
圖 2 螺旋管電磁場
兩匝之間的位置,由于磁場方向相反,總的磁場相抵消;而在螺線管內(nèi)部和外部,每一匝線圈產(chǎn)生的磁場互相疊加起來,最終形成了如圖 2 所示的磁場形狀。也可以看出,在螺線管外部的磁場形狀和一塊磁鐵產(chǎn)生的磁場形狀是相同的。而螺線管內(nèi)部的磁場剛好與外部的磁場組成閉合的磁力線。在圖 2 中,螺線管表示成了上下兩排圓,好象是把螺線管從中間切開來。上面的一排中有叉,表示電流從熒光屏里面流出;下面的一排中有一個(gè)黑點(diǎn),表示電流從外面向熒光屏內(nèi)部流進(jìn)。
電生磁的一個(gè)應(yīng)用實(shí)例是實(shí)驗(yàn)室常用的電磁鐵。為了進(jìn)行某些科學(xué)實(shí)驗(yàn),經(jīng)常用到較強(qiáng)的恒定磁場,但只有普通的螺線管是不夠的。為此,除了盡可能多地繞制線圈以外,還采用兩個(gè)相對的螺線管靠近放置,使得它們的 N 、 S 極相對,這樣兩個(gè)線包直接就產(chǎn)生了一個(gè)較強(qiáng)的磁場。另外,還在線包中間放置純鐵(稱為磁軛),以聚集磁力線,增強(qiáng)線包中間的磁場,如圖 3 、圖 4 所示。
圖 3 電磁鐵
圖 4 電磁鐵磁極
???? 對于一個(gè)很長的螺線管,其內(nèi)部的磁場大小用下面的公式計(jì)算: H=nI
在這個(gè)公式中, I 是流過螺線管的電流, n 是單位長度內(nèi)的螺線管圈數(shù)。
如果有兩條通電的直導(dǎo)線相互靠近,會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象?我們首先假設(shè)兩條導(dǎo)線的通電電流方向相反,圖 5(a) 所示。那么,根據(jù)上面的說明,兩條導(dǎo)線周圍都產(chǎn)生圓形磁場,而且磁場的走向相反。在兩條導(dǎo)線之間的位置會(huì)是說明情況呢?不難想象,在兩條導(dǎo)線之間,磁場方向相同。這就好象在兩條導(dǎo)線中間放置了兩塊磁鐵,它們的 N 極和 N 極相對, S 極和 S 極相對。由于同性相斥,這兩條導(dǎo)線會(huì)產(chǎn)生排斥的力量。類似地,如果兩條導(dǎo)線通過的電流方向相同,圖 5(b) 所示,它們會(huì)互相吸引。
圖 5 通電導(dǎo)線的磁場
???? 如果一條通電導(dǎo)線處于一個(gè)磁場中,由于導(dǎo)線也產(chǎn)生磁場,那么導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場和原有磁場就會(huì)發(fā)生相互作用 , 使得導(dǎo)線受力。這就是電動(dòng)機(jī)和喇叭的基本原理。