电磁的基本概念
电磁场(electromagnetic field)是物质的一种形式。为了说明电磁的基本概念,现对一些常用名词、术语等做一简略介绍[1]
一、交流电
1.交流电(alternating current)
交流电是交替地即周期性地改变流动方向和数值的电流。如果我们将电源的两个极,即正极与负极迅速而有规律地变换位置,那么电子就会随着这种变换的节奏而改变自己的流动方向。开始时电子向一个方向流动,以后又改向与开始流动方向相反的方向流动,如此交替地依次重复进行,这种电流就是交流电。
在交流电中,电子在导线内不断地振动,从电子开始向一个方向运动起,然后又回到原点的平行位置时,这一运动过程,称为电流的一次完全振动,发生一次完全振动所需要的时间称为一个周期。半个振动所需要的时间,称为二分之一周期或半周期。
2.频率reactive近场区(frequency)
频率是电流在导体内每秒钟所振动的次数。交流电频率的单位为赫(Hz)。例如我国的民用电频率为50Hz,意思是说民用电这种交流电,在一秒钟内振动50次。美国等一些国家为60Hz
二、电场与磁场
所有的物体都是由大量的和分立的微小粒子所组成,这些粒子有的带正电,有的带负电,也有的不带电。所有的粒子都在不断地运动,并被它们以一定的速度传播的电磁场所包围着,所以带电粒子及其电磁场,不是别的,而是物质的一种特殊形态。
1.电场(electric field)
我们知道,物体相互作用的力一般分为两大类,一类是物体的.直接接触发生的力,叫接触力,例如碰撞力、摩擦力等均属于这一类。另一类是不需要接触就可以发生的力,称为场力,例如电场力、磁场力、重力等。
电荷的周围存在着一种特殊的物质叫做电场。两个电荷之间的相互作用并不是电荷之间的直接作用,而是一个电荷的电场对另一个电荷所发生的作用,也就是说在电荷周围的空间里,
总是有电场力在作用着。因此,我们将有电场力作用存在的空间称为电场。电场是物质的一种特殊形态。
电荷和电场是同时存在的两个方面,只要有电荷,那么它的周围就必然有电场,它们永远是不可分割的整体。当电荷静止不动时,电场也静止不变,这种现象叫做静电场(static field)。当电荷运动时,电场也在变化运动,这种电场称做动电场(dynamlcfield),起电的过程,也是电场建立的过程。起电后,当我们分离正负电荷时,须用外力做功。
那么,电场是怎样显示出来的呢?举个简单的例子,如用一块绒或绸子去摩擦梳子,梳子就会带电,也就是说梳子上面产生了电荷,这种带电的梳子在一定的距离内,就可以吸起小纸屑。这个现象告诉我们,在带电的梳子附近形成了电场,也就是说有电场在起作用。如果将其所带电荷做交变运动,那么它的电场也是交变的。
2.磁场(magnetic field)
磁场是电流在它所通过的导体周围所产生的具有磁力作用的场。如果导体中流通的电流是直流电,那么磁场也是恒定不变的;如导体中流通的电流是交流电,那么磁场也是变化的。电流的频率越高,其磁场变化的频率也就越高。
3.电磁场(electromagnetic field)
任何交流电路其周围一定范围空间存在交变电磁场,该电磁场的频率与交流电的频
率相同。
电场(代表符号为E )和磁场(代表符号为H )是这样存在的:有了移动的变化磁场,同时就有电场,而变化的电场也在同时产生磁场,两者互相作用,它们互相垂直,并与自己的运动方向垂直。这种电场与磁场的总和,就是我们所说的电磁场。一般存在于某一空间的静止电场和静止磁场,不能叫做电磁场。在这种情况下,电场与磁场各自独立地发生作用,两者之间没有关系。我们通常所称的电磁场,始终是交变的电场与交变的磁场的组合。彼此之间相互作用,相互维持。这种相互联系,说明了电磁场能在空间里运动的原理。电场的变化,会在导体及电场周围的空间形成磁场,由于电场在不停地变化着,因而形成的磁场也必然不停地变化着。这样,变化的磁场又在它自己的周围空间里形成新的电场,电磁场就这样反复下去。由此可见,电磁场是一个振荡过程,电磁波本身是具有能量的,因而会辐射到空间中去。正如麦克斯韦的电磁理论所阐述的要点:①除静止的电荷所产生的无旋的电场外,变化的磁场也要产生涡旋的电场;②变化的电场和传导电流一样产生涡旋的磁场。即变化的电场和磁场
不是彼此孤立的,而是它们互相联系的,互相激发而组成一个统一的电磁场。

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