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感生电场的性质
一个是对闭合曲面的面积分(通量)为零,说明感生电场是无源场。另一个是对闭合回路的线积分(环流)不为零,说明感生电场是涡旋场。
随时间变化着的磁场能在其周围空间激发一种电场,它能对处于其中的带电粒子施以力的作用,这就是涡旋电场,又叫感生电场。涡旋电场是非保守场,它的电场线是闭合曲线,这一点不同于静电场,涡旋电场力是导致感应电动势的非静电力。
扩展资料:
感生电场对自由电荷的作用只是一种等效的猜想, 所以涡旋电场是一个虚拟的电场。变化的磁场周围不存在这个涡旋电场,是附加给变化的磁场的。闭合导体回路中自由电子受涡旋电场力作用,定向移动形成电流;不闭合导体中的自由电子受涡旋电场力作用,向导体两端积聚,使该段导体成为开路的电源。
产生机理:涡旋电场是由变化的磁场产生的, 它不同于电荷产生的静电场。
电场线特点:静电场的电场线其电场线起于正电荷终止于负电荷是不闭合的;而涡旋电场的电场线没有起点、终点,是闭合的。
化的电场产生磁场, 变化的磁场产生电场; 均匀变化的电场产生恒定磁场, 均匀变化的磁场产生恒定电场; 周期性变化的电场产生周期性变化的磁场, 周期性变化的磁场产生周期性变化的电场。
参考资料来源:百度百科——涡旋电场
感生电场,感生电场是由什么产生的文章结束
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感生电势方向与电场方向有什么关系?
感生电场的存着和电路是否闭合无关,导体棒中产生感生电动势的过程是:先有磁通量增加,同时在磁场周围空间中产生电场(即感生电场),电场进而使导体棒中的自由电荷发生定向移动,形成电荷的积累,在导体棒两端产生电势差,即感生电动势。 所以金属棒就等于是电源的内电路,在内电路中,感生电动势的方向是由电源的负极指向电源的正极,跟内电路的电流方向一致,用右手螺旋定则和楞次定律所判断的电流方向,即内电路的电流方向(负极到正极),所以此电流方向就是感生电动势的方向。 感生电场方向与感生电动势方向绝对保持一致(内外电路都是如此)。 综上,通过右手螺旋定则和楞次定律可得,电源内部电流方向朝上,感应电动势方向朝上(注意:只是瞬间的感应电流,感应电流的大小随着磁场的变化不断变化,磁场不变化时,无感生电场,即无感生电动势,即无感应电流)- 赞同 0 0 发布于 2024-04-16 09:48 回复
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麦克斯韦讲的磁场中产生感生电场是怎回事?
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一、麦克斯韦电磁理论依据的来源
所有的关于电场和磁场间转化的依据都是直接或者间接的来源两种物理现象,一个现象是楞次定律所描述的内容,闭合回路中感生电流的方向,总是使它产生的穿过回路的磁通量,去补偿或者反抗产生电磁感应现象的磁通量的变化。另一个现象是法拉第电磁感应定律,即穿过闭合回路的磁通量发生变化时,回路中产生的感应电动势与磁通量对时间的变化率成正比。这两种物理现象造成了电场和磁场可以相互转化的结论,并且作为一种经验事实的约定。
在如上两个定律描述中,所描述的只是采用经验约定的方法去描述的物理量间的数量关系。而物理量是采用实验事实约定的方法进行定义的。并没有给出关于物理量属性的进一步内容。实际上,在近代乃至现代的物理学中,关于物理量的定义问题大多采用经验约定的方法,在物理量和它所描述的对象问题上,即:抽象的物理量如电场,物理量的概念和意义上在物质运动变化的定位是不够的
针对于闭合回路的磁通量发生变化,会在回路中产生感应电动势,麦克斯韦通过分析认为,变化磁场会在它周围空间激发一种电场,它和普通的静电场一样对电荷具有作用力,现在通常称之为感应电场。
传统物理学认为,电磁波就是通过这种电磁相互间的感应而进行传播的,即:变化的电场产生变化的磁场,同时变化的磁场反过来又产生变化的电场。这两种变化的电场和磁场就永远互相联系在一起,互相影响,互相激发,形成统一的电磁场。
二、麦克斯韦电磁理论的疑问——电场和磁场真的能相互转化么?
我们给一个导线通一稳定的电流,那么我们会发现在导线外垂直与电流的方向会产生一种新的作用,这种作用和电的作用完全是不同的两种作用。我们把它叫做磁场,磁的作用和电的作用在作用属性的量级上是相同的,即:通常我们所说的电磁的作用。
如果我们发射一束电子流,那么,在电子流垂直的方向上将会存在和通电得知导线相同的效应。沿电子束的垂直方向,将会存在磁场,这一现象和电流的这一现象是等效的现象。
我们知道,在电磁学成立的年代,存在物质不灭原理,也存在质量守恒定律。那么,电子的运动为什么会产生新的场物质呢?当然,即便是现在的物理学也是这样。为什么不把它看作电流运动过程中所反映出的一种运动效应呢?或者电子的一种新的作用模式呢?
我们知道,电子的运动当然可以采用电子在空间中的运动来描述,那么我们必然也可以采用参照系的方法来对电子的运动进行描述。在电子相对静止的惯性参照系中,没有磁的作用,但是相对于电子运动的惯性参照系中却存在磁的作用。如果我们确认磁是一种新的物质,那么两种惯性参照系的空间应该是相同的空间, 空间属性应该是没有区别的。如何一个惯性参照系中存在这种物质,而另一个惯性参照系中没有这种物质呢?
实际上,我们确认空间的各向同性,同时也确认不同惯性参照系的空间是相同的空间,在空间属性上没有区别,那么我们就不能得到,运动电子周围的空间中,一种惯性参照系中的空间中有磁的场物质,而在空间的同一点的另一种惯性参照系中则没有磁的场物质。这是不合逻辑的。而唯一的看法就是电子在运动过程中给于其它运动状态物质的不同属性的作用。
如果量子论中的看法正确,那么,一个电荷的运动不会在两种惯性参照系的空间的同一点,一个惯性参照系中产生磁的场物质,另一个惯性参照系没有这种磁的场物质。如果场物质是一种物质的话。
可见,电场和磁场仅是两种不同属性的作用,而不是产生两种不同属性的场的作用的物质。场的两种不同的作用仅仅是在不同状态下对外界物质作用的反应。
三、麦克斯韦电磁理论的应用范围
麦克斯韦电磁理论是来源于群电荷的经验现象之上,在应用于大量电荷的群体现象中是没有问题的,但却不适用于孤立电荷的现象。比如:
库仑定律不能普适于所有的两个点电荷作用的情况。这疑点在原子的结构中已经确定无疑。按常理,我们在原子领域中发现原子核和电子之间的作用模式不是相吸的,我们完全可以怀疑库仑定律在两个点电荷在近距离处的正确性,如果作为两个点电荷间的作用存在错误,那么我们有理由怀疑电磁理论中关于电磁波在空间中传播的作用模式是错误的。
关于电荷间的作用,不建立在群电荷的基础之上,的确给探索电磁作用带来一定的困难。人类探索电磁作用的时间已经有几百年的历史,但是在考虑到电与磁基本的相互作用的作用属性上,仍然是一片空白的领地。
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感生电动势的非静电力来源是什么?
产生感生电动势的非静电力是感生电场对电荷的作用力--感生电场力。变化的磁场在其周围空间激发一种新的电场,称为感生电场或涡旋电场。处于电场的中的电荷会受到感生电场力的作用,感生电场力是产生电动势的非静电力,其感应电场的存在与是否存在闭合电路无关。
静电场的电场线不闭合,总是出发于正电荷,终止于负电荷,且单位正电荷在电场中沿闭合电路运动一周时,电场力所做的功为零。
而变化的磁场周围的电场中的电场线是闭合曲线,没有终点与起点,这种情况与磁场中的磁感线类似,所以,单位正电荷在此电场中沿闭合电路运动一周时,电场力所做的功不为零。
注意:
麦克斯韦提出:变化的磁场在其周围空间激发一种新的电场,称为感生电场或涡旋电场。处于电场的中的电荷会受到感生电场力的作用,感生电场力是产生电动势的非静电力,其感应电场的存在与是否存在闭合电路无关。
变化的磁场周围所产生的电场与电荷周围的静电场的区别:
a.静电场由电荷激发,而磁场周围的电场是由变化的磁场激发的。
b.静电场的电场线不闭合,总是出发于正电荷,终止于负电荷,且单位正电荷在电场中沿闭合电路运动一周时,电场力所做的功为零。而变化的磁场周围的电场中的电场线是闭合曲线,没有终点与起点,这种情况与磁场中的磁感线类似,所以,单位正电荷在此电场中沿闭合电路运动一周时,电场力所做的功不为零。
应该指出,按照引起磁通量变化原因的不同,把感应电动势区分为动生电动势和感生电动势。感生电动势和动生电动势根本区别在于磁场是否变化,磁场不变则产生的电动势是动生电动势。磁场变化产生的电动势是感生电动势。当然,可以感生电动势和动生电动势同时产生。
因此,磁棒插入线圈,不论以谁作为参考系,都是感生电动势,不能因为磁棒运动了就说是动生电动势,因为此时电动势成因并不是因为洛伦兹力。
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为什么感生电场的电场线是闭合曲线
麦克斯韦电磁场理论:变化的磁场在其周围空间激发一种新的电场,称为感生电场或涡旋电场。处于电场的中的电荷会受到感生电场力的作用,感生电场力是产生电动势的非静电力,其感应电场的存在与是否存在闭合电路无关。涡旋电场力的本质就是洛仑兹力的一个分力, 涡旋电场线是这个分力线。涡旋电场是个等效电场, 并非真实存在。电磁感应的机制就是洛仑兹力做功,实现电场能与其它形式能量的相互转化。感生电场对自由电荷的作用只是一种等效的猜想, 所以涡旋电场是一个虚拟的电场。
变化的磁场周围不存在这个涡旋电场,是附加给变化的磁场的。闭合导体回路中自由电子受涡旋电场力作用,定向移动形成电流;不闭合导体中的自由电子受涡旋电场力作用,向导体两端积聚,使该段导体成为开路的电源。
扩展资料:
涡旋电流在本质上是由于涡旋电场在闭合回路中产生的感应电流, 至于所谓的“ 涡旋状”只是在金属块构成的特定电流回路中的具体体现。
涡旋电流的电流回路有一个重要的特征, 也就是涡旋电流回路中的任一部分都相当于一个电磁感应电源,如图2所示。这是由感生电动势激发出来的涡旋电场所决定的。
由涡旋电场产生的的感应电流就叫做祸旋电流。比如, 感应电能表铝盘中的感应电流和电磁炉中的感应电流都是涡旋电流。
在涡旋电流产生的过程中,激发涡旋电厂的变化磁场,包括自身强弱或方向发生变化的电流产生的变化磁场和磁体与电流回路之间发生的非切割磁感线运动引起的变化磁场。
参考资料来源:百度百科——涡旋电场
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变化磁场为什么会产生电场,即感生电场的产生原理
感生电场的产生原理当带电粒子垂直于磁力线运动时就会受到一个改变它原来运动方向的力,叫做洛沦兹力。例如,磁力线垂直穿书面,当带电粒子在书面的平面上运动时,所受到的洛伦兹力也在书面的平面上,并且总是垂直于带电粒子的运动方向。
在垂直于磁场的洛伦兹力作用下,带电粒子运动的方向在局面上不停的改变,最后沿着一个圆弧轨道运动。但这个力并不改变带电粒子原有的速度或能量。一定速度的带电粒子,在均匀磁力场中走过的轨迹,是半径为一定的圆周。就是说,是垂直于带电粒子运动轨道平面的(磁场)磁力线产生的洛伦兹力使带电粒子作圆周运动。大量带电粒子的圆周运动就形成旋转电场。
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感生电场是由什么产生的
感生电场是由变化磁场激发的。随时间变化着的磁场能在其周围空间激发一种电场,它能对处于其中的带电粒子施以力的作用,这就是涡旋电场,又叫感生电场。涡旋电场是非保守场,它的电场线是闭合曲线,这一点不同于静电场,涡旋电场力是导致感应电动势的非静电力。
涡旋电流在本质上是由于涡旋电场在闭合回路中产生的感应电流, 至于所谓的“涡旋状”只是在金属块构成的特定电流回路中的具体体现。涡旋电流的电流回路有一个重要的特征, 也就是涡旋电流回路中的任一部分都相当于一个电磁感应电源。这是由感生电动势激发出来的涡旋电场所决定的。
感生电场与静电场的区别:
1、产生条件不同:静电场是由静止电荷激发的,而感生电场是由变化磁场激发的。
2、描述电场的电场线特点不同:静电场的电场线不闭合,总是始于正电荷或无限远处,终止于无限远处或负电荷,且静电场的电场线不相交也不相切;而感应电场的电场线是闭合曲线,没有终点与起点,这种情况与磁场中的磁感线类似,所以感生电场又称为涡旋电场。
3、电场方向的判断方法不同:静电场方向与正电荷所受电场力方向一致,沿电场线的切线方向;感生电场方向是根据磁场的变化情况由楞次定律和安培定则判断的。
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感生电场是由什么产生的,它的电场线是
感生电场是由磁场变化产生的。当磁通量发生变化时,就会产生感生电动势,进而产生感生电场。
感生电场的电场线方向与磁通量变化率的方向有关。根据法拉第电磁感应定律,瞬变磁通量产生感应电动势,而感应电动势负梯度即为感生电场。
换言之,感生电场线的方向垂直于磁通量变化平面,并指向磁通量减小或增大的方向。当磁通量减小时,感生电场线指向磁场外的方向;当磁通量增大时,感生电场线指向磁场内的方向。
感生电场是由变化的磁场产生的,它是一种非静电力场。当磁场变化时,会产生一个与磁场变化率成正比的电场。感生电场的强弱和方向取决于磁场变化的速率和方向。感生电场的发现是电磁学领域的重要里程碑,它为电磁感应和发电机的发明奠定了基础。在现代社会中,感生电场广泛应用于电动机、发电机、变压器等电气设备中,对人类的生产生活发挥着不可替代的作用。
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