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流磁效应
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| align= light| 名 称: 电流磁效应 发 现:英国商人 |}1731年,一名英国商人发现,雷电过后,他的一箱刀叉竟然有了磁性。1751年,富兰克林[[发现]]莱顿瓶放电可使缝衣针磁化。<ref>[https://wenda.so.com/q/1371485415068842?src=180&q=%E7%94%B5%E6%B5%81%E7%A3%81%E6%95%88%E5%BA%94 电流 的 磁效应是什么?] , 360问答 2013年06月17日 </ref> ==奥斯特的"电流碰撞"==丹麦物理学家汉斯·奥斯特(H.C.Oersted,1777-1851)就是其中的一位。他是康德哲学[[思想]]的信奉者,深受康德等人关于各种自然力相互转化的哲学思想的影响,奥斯特坚信客观世界的各种力具有统一性,并开始对电、磁的统一性的研究。1751年富兰克林用莱顿瓶放电的办法可使钢针磁化,这对奥斯特启发很大,他认识到电向磁转化不是可能不可能的[[问题]],而是如何实现的问题,电与磁转化的条件才是问题的关键。开始奥斯特根据电流通过直径较小的导线会发热的现象推测:如果通电导线的[[直径]]进一步缩小那么导线就会发光如果直径进一步缩小到一定程度,就会产生磁效应。但奥斯特沿着这条路子并未能发现电向磁的转化现象。奥斯特没有因此灰心,仍在不断实验,不断思索,他分析了以往实验都是在电流方向上寻找
电流磁效应
电流的磁效应,结果都失效了,莫非电流对磁体的作用根本不是纵向的,而是一种横向力,于是奥斯特继续进行新的探索。1820年4月的一天晚上,奥斯特在为精通哲学及具备相当物理知识的学者讲课时,突然来了"灵感",在讲课结束时说:"让我把通电导线与磁针平行放置来试试看!"于是,他在一个小伽伐尼电池的两极之间接上一根很细的铂丝,在铂丝正下方放置一枚磁针,然后接通电源,小磁针微微地跳动,转到与铂丝垂直的方向。小磁针的摆动,对听课的听众来说并没什么,但对奥斯特来说实在太重要了,多年来盼望出现的 [[ 现象 ]] ,终于看到了,当时简直使他愣住,他又改变电流方向,发现小磁针向相反方向偏转,说明电流方向与磁针的转动之间有某种联系。
奥斯特为了进一步弄清楚电流对磁针的作用,于1820年4月到7月,费了三个月的时间,做了六十多个实验,他把磁针放在导线的上方、下方,考察了电流对磁针作用的方向;把磁针放在距导线不同距离,考察电流对磁针作用的强弱;把玻璃、金属、木头、 [[ 石头 ]] 、瓦片、松脂,水等放在磁针与导线之间,考察电流对磁针的影响;……。于1820年7月21日发表了题为《关于磁针上电流碰撞的实验》的论文,这篇论文仅用四页纸,十分简洁地报告了他的实验,向科学界宣布了电流的磁效应。1820年7月21日作为一个划时代的日子载入史册,它揭开了电磁学的序幕,标志着电磁学时代的到来。
奥斯特当时把电流对磁体的作用称为"电流碰撞",他总结出了两个特点:一是电流碰撞存在于载流导线的周围;二是电流碰撞"沿着螺纹方向垂直于导线的螺纹线传播"。奥斯特实验证实了电流所产生的磁力的横向作用,他的廿年前的信念,终于靠自己的实验证实了。
有人说奥斯特的电流磁效应是"偶然地发现了磁针转动",当然也不无道理,但是 [[ 法国 ]] 的巴斯德说得好:"在观察的领域中,机遇只偏爱那种有准备的头脑。"
在这以后安培又花了两、三个月的时间集中力量研究电流之间的相互作用。安培以极精巧的实验和相当高超的数学技巧结合起来,做了四个实验。
第二个实验,安培仍用一无定向秤检验一对折通电导线,只是这时对折导线的另一臂绕成螺旋线,结果也是否定的,从而证明,电流元具有矢量性质,即许多电流元的合作用等于各单个电流元所产生的作用的矢量和。
第三个实验,安培设计了一个装置,同一端固定于圆心的绝缘柄固连一圆弧形导体,再将圆弧形导线架在两个通电的水银槽上.然而用各种通电线圈对它 [[ 作用 ]] ,结果却不能使圆弧形导体沿其电流方向运动。从而证明,作用在电流元上的力是与它垂直的。
第四个实验,安培用1.2、3三个相同的线圈,这三个线圈的线度之比与三线圈间距之比一致,通电后发现:1、3线圈对2线圈的合作用为零。从而证明,各电流强度和相互作用距离增加同样倍数时,作用力不变。
安培提出了一个假设是两电流元之间的相互作用力沿着它们的连线,在此 [[ 基础 ]] 上,安培总结得出两电流元之间的作用力与距离平方成反比的公式,这就是著名的安培定律。安培于同年12月4日向法国科学院报告了这个极为重要的成果。
为了解释奥斯特效应,安培把磁的本质简化为电流,认为磁体有一种绕磁轴旋进的电流,磁体中的电流与导体中的电流相互作用便导致了磁体的转动。这在某种意义上起到了用电流相互作用力来统一解释各种电磁现象的效果。
但菲涅耳对安培的磁体电流提出了质疑,他认为磁体中既然有电流,磁体就应当有明显的温升 [[ 现象 ]] ,但实际上无法测量出磁体的自发放热。在这种情况下,安培又提出了著名的分子电流假设:磁性物质中每个分子都有一微观电流,每个分子的圆电流形成一个小磁体。在磁性物质中,这些电流沿磁轴方向规律地排列,从而显现一种绕磁轴旋转的电流,如同螺线管电流一样。1827年安培发表了《电动力学现象的理论》.将其电动力学的数学理论牢固地建立在分子电流假设的 [[ 基础 ]] 上。
从1820年7月奥斯特发表电流的磁效应到12月安培提出安培定律,这期间仅仅经历了四个多月时间。但电磁学却经历了从现象的总结到理论的归纳这一大飞跃,从而开创了电动力学的理论。这些成就的取得反映了当时物理学界的杰出人物的思想敏捷与高超的数学水平,也反映了物理学家们锲而不舍的科学钻研 [[ 精神 ]] 。
非磁性金属通以电流,却可产生磁场,其效果与磁铁建立的磁场相同.
在通电流的长直导线周围,会有磁场产生,其磁感线的形状为以导线为圆心一封闭的同心圆,且磁场的方向与电流的方向互相垂直.
H(高斯)=2I(安培)/10r(公分)<;==长直导线
I:系指导线上的总电流,可借着增加线圈的匝数来提高导线上的总 [[ 电流 ]] 。
r:为与导线间的垂直距离。
*注:地球磁场约0.2高斯。
螺管线圈:管面半径a,管长L,线圈总匝数N,距端面为X的P点
a.空心:X点之磁场
b.若在螺线管内塞满磁铁性物质,除了原有空心线圈所产生的磁场外,另外还得加上这些物质磁化后所造的 [[ 磁场 ]] ,即总磁场强度(B)应为
B=H+4πM=H+4πXH=(1+4πX)H=μH
X:导磁M:磁化强度H:空心线圈之磁场
由上式可知塞有磁性物质的螺线管,其所产生的 [[ 磁场强度 ]] 为空心线圈的M倍。一般铁磁性 [[ 物质 ]] 的μ值在数百到数万之间。== 相关视频 ==<center>{{#iDisplay:l0175wx0mhk|480|270|qq}}<center>电流的磁效应——小庾</center></center>== 参考资料 ==[[Category: 970 技藝總論]]