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王静波WANGJINGBO
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《王氏物理》电磁子

(2019-12-26 08:23:25)

电磁子是电磁相互作用的介质。电磁子比光子小,是已知最小的物质单元,具有质量和能量。

【推测一】电磁子充满宇宙空间。

【推测二】电磁子具有流动性。

场是指全空间,全空间有无数个点。

电磁场是电流和磁旋的统一体和总称。电磁场的整体运动形式是柱体螺旋运动(类似龙卷风)。电流和磁旋是电磁场的两个不同侧面,电流呈直线运动,磁旋呈漩涡运动,二者的运动方向相互垂直,遵守左手螺旋定则。

超距作用是不可思议的,超距作用是不存在的。电磁子是电磁相互作用的介质。电磁子可从极性粒子(质子、电子)中心穿过,使得极性粒子形成正电极和负电极(类似喷气式飞机)。质子的正极喷射电流,质子在喷射电流的反作用力下,向电流的反方向移动;而电子则顺着电流的方向移动。

【极性粒子定律】极性粒子具有正电极和负电极。

极性粒子的电极分为激流和缓流,激流为柱状,缓流为伞状。质子的正极为激流,负极为缓流;电子的负极为激流,正极为缓流。因此,质子的正电极较强,电子的负电极较强。

电解水实验:把电源的正极A和负极B插入水中,氢原子的负电极较强,氢原子向正极A移动,正极A产生的是氢气;氧原子的正电极较强,氧原子向负极B移动,负极B产生的是氧气。

【电极定律】同种电极相斥,异种电极相吸。

电磁场与极性粒子的关系:电磁场与极性粒子相互作用,相互制约。电磁场运动可以驱动极性粒子运动。反之,极性粒子运动也可以驱动电磁场运动。

第一节 

电流是指带电粒子的流动。根据电流的运动方向分为正电极和负电极。

本文规定:电流的前进方向为正电极,反方向为负电极。

电动势是由其他能量转化形成的电能。电源的电动势形成电压,在电压的作用下产生电流。

“电流”与“电子流”是两个不同概念。电子定向移动为电子流。电磁子的流动称为纯电流,而实际电流往往是混合电流。混合电流中包括电磁子和带电粒子。带电粒子分为:导体内移动的电子、电解液内的离子、等离子体内的电子和离子。

电流的能量主要集中在带电粒子身上。带电粒子所承载的能量即为带电量。电流的速度越快,带电粒子的能量就越大。

电流的度量

电子在电流中具有一定的能量,所以用电子做为参照系,衡量电流的大小。

设定1个电子所带的常态能量为1个单位电量,用e表示,e1.6×1019CC1库仑。电子可以加速到100×109电子伏特。

电质比是指带电粒子电量与质量的比。

电质比=电量/质量。

电流量

电流量是指单位时间内通过导线某一截面的电量。电流量用字母I表示,单位:安培,简称:安,符号:A

每秒通过1库仑的电量为1安培,即:1A1C/s

电流强度

单位时间内通过导体横截面的电流量,称为电流强度。

定义公式:IQ/t

式中,I表示电流强度(安),Q表示电流量(库伦),t表示时间(秒)。

【电流强度定律】导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。(欧姆)

电功率

电流在单位时间内做的功称为电功率。是用来表示消耗电能的快慢的物理量,用P表示,单位:瓦特,简称:瓦,符号:W

电功率公式:PUI

式中,P表示电功率,U表示电压,I表示电流强度。

如果在电功率上再乘以一个时间,那么这个结果就是功。1千瓦时就是一个功率为1千瓦的耗能设备在1小时内所消耗的能量。1千瓦时=1度。

电功公式:WPtUIt

式中,W表示电功,P表示电功率, t表示时间。

正极射线

正极射线是指从低压气体放电管正极射出的电子形成的射线。正极射线的速度103千米/秒(比光速小2个数量级)。

正极射线有两个特性:一是垂直于正极,二是带有正电,并且总是从正极出发,终点与负极无关。电子在惯性力的作用下直线移动,而电磁子像空气一样流向负极。

正极射线实验:当装有正负电极的玻璃管里的空气被抽到相当稀薄的时候,在正负电极间加上几千伏的电压,这时在正极对面的玻璃壁上闪烁着绿色的辉光。当在正极和对面玻璃壁之间放置障碍物时,玻璃壁上就会出现障碍物的阴影;若在它们之间放一个可以转动的小叶轮,小叶轮就会转动起来。

第二节 

磁旋是指电磁子的漩涡运动。磁旋是无源有旋的矢量场,磁旋在空间里的任意位置都具有方向和数值大小。微观物质的磁旋称为微观磁旋,宏观物质的磁旋称为宏观磁旋。

磁旋的空间各处的磁旋强度相等或大致相等的称为均匀磁旋,否则就称为非均匀磁旋。离开磁极表面越远,磁旋越弱,磁旋强度呈梯度变化。

【磁极定律】同种磁极相斥,异种磁极相吸。

磁力线是闭合的曲线簇,不中断,不交叉。换言之,在磁旋中不存在发出磁力线的源头,也不存在会聚磁力线的尾闾。磁力线闭合表明沿磁力线的环路积分不为零,即磁旋是旋场而不是势场,不存在类似于电势那样的标量函数。

磁旋是在一定空间区域内连续分布的向量场。描述磁旋的基本物理量是磁感应强度B,也可以用磁感线形象地表示。然而,作为一个矢量场,磁旋的运动形式与电流的运动形式不同。

磁体周围存在磁旋,磁体间的相互作用就是以电磁子作为媒介的。电流、带电粒子、磁体和变化电场周围空间都存在磁旋。

处于电磁场中的磁性物质或电流,会因为磁旋的作用而感受到磁力,因而显示出磁旋的存在。

磁感线

在磁旋中画一些曲线,使曲线上任何一点的切线方向都跟这一点的磁旋方向相同(且磁感线互不交叉),这些曲线称为磁感线。磁感线是闭合曲线。磁学规定小磁针的N极所指的方向为磁感线的方向。磁铁周围的磁感线都是从N极出来进入S极,在磁体内部磁感线是从S极到N极。

磁感线是为了形象地研究磁旋而人为假想的曲线,并不是客观存在于磁旋中的真实曲线。但可以根据磁感线的疏密,判断磁性的强弱。磁感线密集则磁性强,稀疏则弱。

磁感应强度

磁感应强度是用来表示磁旋强弱和方向的物理量,是矢量。与磁力线方向垂直的单位面积上所通过的磁力线数目,用B表示,单位:特斯拉(T)

磁通量

磁通量是通过某一截面积的磁力线总数,用Φ表示,单位:韦伯,符号:Wb1Wb1Tm2,通过一线圈的磁通量的表达式为:

ΦBS

式中,B表示磁感应强度,S表示线圈的面积。

磁旋类型:

1.恒定磁旋。磁旋强度和方向保持不变的磁场称为恒定磁场。如:铁磁片和通以直流电的电磁铁所产生的磁场。

2.交变磁旋。磁旋强度和方向在规律变化的磁旋。如:工频磁疗机和异极旋转磁疗器产生的磁旋。

3.脉动磁旋。磁旋强度有规律变化而磁旋方向不发生变化的磁旋。如:同极旋转磁疗器、通过脉动直流电磁铁产生的磁旋。

4.脉冲磁旋。用间歇振荡器产生间歇脉冲电流,将这种电流通入电磁铁的线圈即可产生各种形状的脉冲磁旋。脉冲磁旋的特点是间歇式出现磁旋,磁旋的变化频率、波形和峰值可根据需要进行调节。

恒磁旋是静磁旋,而交变磁旋,脉动磁旋和脉冲磁旋属于动磁旋。

第三节电流与磁旋的关系

电流与磁旋是有内在联系、相互依存的。随时间变化的电流产生磁旋,随时间变化的磁旋产生电流,两者互为因果。导体的电流越大,其磁旋就越强,反之亦然。电流产生磁旋,磁旋产生电流。变压器就是最好的例证。变压器可使交流电变压,直流电不能变压。

左手螺旋定则】用左手握导体,大拇指指向电流方向,另外四指弯曲的方向为磁旋的方向;用左手握螺线管,让四指弯向与螺线管的电流方向相同,大拇指所指的那一端就是通电螺线管的N极。

【感应电流定律】感应电流产生的磁场,总是在阻碍引起感应电流的原磁场的磁通量的变化。(楞次)

【电磁感应定律】磁通量与感应电动势成正比,感应线圈匝数成正比。(法拉第)

电流与磁旋的区别:电流只能在导电体中传播,磁旋能在物体和真空中传播;电流在真空中不能远程传播,磁旋在真空中能远程传播;电流的速度远低于磁旋的速度。

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