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<br><A HREF="/editor/uploadfiles/learns01/2005331143620491.jpg" TARGET=_blank><IMG SRC="/editor/uploadfiles/learns01/2005331143620491.jpg" border=0 alt=按此在新窗口瀏覽圖片 onload="javascript:if(this.width>580)this.width=580"></A></P><P> <BR> 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。</P><P> 一、電生磁</P><P> 如果一條直的金屬導線通過電流，那么在導線周圍的空間將產(chǎn)生圓形磁場。導線中流過的電流越大，產(chǎn)生的磁場越強。磁場成圓形，圍繞導線周圍。磁場的方向可以根據(jù)“右手定則”來確定：將右手拇指伸出，其余四指并攏彎向掌心。這時，拇指的方向為電流方向，而其余四指的方向是磁場的方向。實際上，這種直導線產(chǎn)生的磁場類似于在導線周圍放置了一圈NS極首尾相接的小磁鐵的效果。</P><P> 如果將一條長長的金屬導線在一個空心筒上沿一個方向纏繞起來，形成的物體我們稱為螺線管。如果使這個螺線管通電，那么會怎樣？通電以后，螺線管的每一匝都會產(chǎn)生磁場，而磁場是有方向的.那么，在相鄰的兩匝之間的位置，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，最終形成了磁場形狀.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。</P><P> 電生磁的一個應用實例是實驗室常用的電磁鐵。為了進行某些科學實驗，經(jīng)常用到較強的恒定磁場，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，還采用兩個相對的螺線管靠近放置，使得它們的N、S極相對，這樣兩個線包直接就產(chǎn)生了一個較強的磁場。另外，還在線包中間放置純鐵（稱為磁軛），以聚集磁力線，增強線包中間的磁場。</P><P> 對于一個很長的螺線管，其內(nèi)部的磁場大小用下面的公式計算：H=nI</P><P> 在這個公式中，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)。<BR> 如果有兩條通電的直導線相互靠近，會發(fā)生什么現(xiàn)象？我們首先假設兩條導線的通電電流方向相反。那么，根據(jù)上面的說明，兩條導線周圍都產(chǎn)生圓形磁場，而且磁場的走向相反。在兩條導線之間的位置會是說明情況呢？不難想象，在兩條導線之間，磁場方向相同。這就好象在兩條導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，這兩條導線會產(chǎn)生排斥的力量。類似地，如果兩條導線通過的電流方向相同，它們會互相吸引。</P><P> 如果一條通電導線處于一個磁場中，由于導線也產(chǎn)生磁場，那么導線產(chǎn)生的磁場和原有磁場就會發(fā)生相互作用,使得導線受力。這就是電動機和喇叭的基本原理。</P><P> 二、磁生電：</P><P> 如果把一個螺線管兩端接上檢測電流的檢流計，在螺線管內(nèi)部放置一根磁鐵。當把磁鐵很快地抽出螺線管時，可以看到檢流計指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，而且磁鐵抽出的速度越快，檢流計指針偏轉(zhuǎn)的程度越大。同樣，如果把磁鐵插入螺線管，檢流計也會偏轉(zhuǎn)，但是偏轉(zhuǎn)方向和抽出時相反。</P><P> 為什么會發(fā)生這種現(xiàn)象呢？我們已經(jīng)知道，磁鐵會向周圍的空間發(fā)出磁力線。如果把磁鐵放在螺線管中，那么磁力線就會穿過螺線管。這時，如果把磁鐵抽出，磁鐵遠離了螺線管，將造成穿過螺線管的磁力線數(shù)目減少（或者說線圈內(nèi)部的磁通量減少）。正是這種穿過螺線管的磁力線數(shù)目（也就是磁通量）的變化使得螺線管中產(chǎn)生了感生電動勢。如果線圈閉合，就產(chǎn)生電流，稱為感生電流。如果磁鐵是插入螺線管內(nèi)部，這時穿過螺線管的磁力線增多，產(chǎn)生的感生電流和磁鐵抽出時相反。</P><P> 那么，如何決定線圈中感生電動勢的大小和方向呢？從上面的實驗我們知道，磁鐵抽出的快慢決定檢流計指針的偏轉(zhuǎn)程度，這實際上是說，線圈中的感生電動勢的大小與線圈內(nèi)部磁通量的變化率成正比。這稱為法拉第定律。</P><P> 通過實驗我們可以證實，如果磁鐵抽出，導致線圈中的磁通量減少，那么在線圈中產(chǎn)生的感生電流的方向是它所產(chǎn)生的磁通量能夠補償由于磁鐵抽出引起的磁通量降低，也就是說，感生電流所產(chǎn)生的磁通量總是阻礙線圈中磁通量的變化。這稱為楞次定律。如果磁鐵從線圈中向上抽出，將使得線圈中的磁通量減少，這時如果線圈是閉合的，線圈中產(chǎn)生感生電流，該感生電流的方向是：它產(chǎn)生的磁力線的方向也指向下方，以補償由于磁鐵抽出導致的磁通量減少。</P><P> 變化的磁場可以在線圈中感應出電流，這就是發(fā)電機和麥克風的基本原理。</P><P> 此外，磁生電的道理還在很多其它方面得到了應用。例如，在一根導體外面繞上線圈，并把線圈通交流電，那么線圈就產(chǎn)生交變磁場。由于線圈中間的導體在圓周方向是可以等效成一圈圈的閉合回路，所以在導體的圓周方向會產(chǎn)生感生電流，電流的方向沿導體的圓周方向轉(zhuǎn)圈，就象一圈圈的漩渦，所以這種情況下產(chǎn)生的感生電流被稱為渦流，如下圖所示。導體的外周長越長，交變磁場的頻率越高，渦流就越大。</P><P> 渦流有時非常有害，例如，變壓器的鐵芯在工作時會產(chǎn)生渦流，增加能耗，并導致變壓器發(fā)熱。為了減少發(fā)熱，降低能耗，提高變壓器效率，一般不用整塊材料作鐵芯，而是把鐵芯材料首先軋制成很薄的板材，板材外面涂上絕緣材料，再把板材迭放在一起，形成鐵芯。這樣，變壓器在工作時，鐵芯中的每一片材料的回路都很小，渦流就降低了。</P><P> 但有時我們又要利用渦流。既然導體中有電流可以發(fā)熱，我們就能夠利用足夠大的電力在導體中產(chǎn)生很大的渦流，使金屬受熱甚至熔化。根據(jù)這個道理，人們制造出了感應爐，用來冶煉金屬。為了增大渦流，采用高頻大功率的交流電。在感應爐中，有產(chǎn)生高頻電流的電源，有產(chǎn)生交變磁場的線圈，線圈中間放置一個耐火材料制造的坩堝，用來放有待熔化的金屬。</P><P>
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上海亞皓儀表設備有限公司
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