现实生活中,磁与电密不可分,在许多电气设备中(如电动机、变压器、电磁铁、电工测量仪器等铁磁元件),不仅存在电路问题,还存在磁路问题。
电和磁有许多相似之处:带电体的周围有电场,磁铁的周围有磁场;同性电荷互相排斥,同性磁极也互相排斥;异性电荷互相吸引,异性磁极也互相吸引;变化的电场能激发出磁场,变化的磁场也能激发出电场;物体通过摩擦能带电,如果把磁铁的一极在铁条上沿同一方向摩擦几次,铁条也能被磁化。物理学家法拉第和麦克斯韦为此建立了“电产生磁,磁产生电”的电磁场理论。
但就像再幸福、最恩爱的夫妻,也会有性格差异等不和谐的方面一样,磁与电也并非完全对称,这种不对称既体现在宏观上,也体现在微观上。宏观上,从地球、月球、行星到恒星、银河系以及银河系外的星系,无数天体、浩瀚星际空间都存在磁场,对天体的起源、结构、演化有着重大影响;但电场在宇宙中几乎默然无声,似乎对多姿多彩的天文学毫无贡献。从微观上看:在磁与电的关系中,磁是更本质的东西。我们可以用磁来控制电,但不能用电来控制磁(用电产生磁,如电磁铁,又是另外一回事)。在电现象中,带电体可以分为带正电荷和负电荷的独立粒子。正电荷和负电荷可以独立存在;但磁铁的两极总是成对出现。不管磁针被分成多少部分,不管它被分成多小,每一个新的小磁铁总是有两个磁极。长期以来,人们从来没有发现过单一的磁极——磁单极子。
其实一般来说,电流的周围都会有磁场。不管是通电的直线导线电相关 物理学家,还是通电的环形线圈,还是通电的螺线管,还是通电的螺旋环,它们都能产生磁场。运动的电荷周围也会有磁场贝语网校,原因很简单电相关 物理学家,运动的电荷会产生电流,有了电流,周围就会有磁场。所以其实我们每个人都是一个微型的磁场,因为我们身上有很多电荷一直在运动,但是这些电流产生的磁场比较小,有的会相互抵消,所以我们之间是不会相互吸引的。
那么,磁是如何产生电的呢?从法拉第的电磁实验中,我们知道,一个线圈中变化的电流,会引起附近其他线圈中产生电流。这是因为变化的电流会产生变化的磁场,进而感应出感应电流。也就是说,当穿过导体环路的磁通量发生变化时,环路中就会产生电流。这就是电磁感应现象。
生活中,磁产生电、电产生磁的例子比比皆是。比如变压器就是基于交流铁芯线圈电路,其工作原理就是电产生磁、磁产生电的直观反应。磁与电是紧密相关的,磁离不开电,电离不开磁,只有更好地理解二者的区别与联系,才能真正掌握电磁学知识!