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为什么导线通电后它的周围能产生磁场呢?

2020-4-23 21:23| 编辑:电工学习网| 查看: 205| 评论: 0

摘要: 我们知道,给一根导线通电以后,导体周围就会产生磁场。那么磁场的产生原因和机制又是什么呢? 原因 导线通电后,不仅线路两端之间会产生电位差,而且导体两端内任何前后间隔位置之间都存在着相对而言的电位差。这 ...

       我们知道,给一根导线通电以后,导体周围就会产生磁场。那么磁场的产生原因和机制又是什么呢?
     原因
     导线通电后,不仅线路两端之间会产生电位差,而且导体两端内任何前后间隔位置之间都存在着相对而言的电位差。这里的电位差应该是导体前后位置上的电荷量不均衡所带来的趋势力差,趋势力再去诱发电流中一部分电子在导体外部空间构成磁力线回路,以解决电位差带来的电荷力不平衡问题。于是导体周围就形成了由磁力线组成的回路场,并且回路磁场的正极与电流方向一致。
     这里需要说明一点是:导体为直线时,根据右手定则可知,大拇指所指方向为电流方向,四指弯曲所指方向为磁场方向,这里的磁场方向不代表磁极方向。关于磁极方向,可以从导线弯曲的绕组(下图)中看出,大拇指所指方向则为磁场的磁极方向。即正极(N极)

     机制
     导线通电后,电流的正极(N)总是处于导线的前端位置,而负极总是在正极的后面。这样电流在整个导体的回路上,任何前后位置之间总是存在着正负极之间的电位差。比如一根长100厘米的导线,电流从导线内的S极流向N极,N为正极。正极的电荷叠加量总是高于负极。于是,从导线负极0点开始,每向正极增加一段距离,比如10厘米,其负极0点位到10厘米的相位之间就会存在电荷量差异。即导线10厘米处的电荷量高于起始0点位的电荷量。这是因为,电荷趋势力大小,取决于两端(相位差)的电荷量多少的程度。电荷量(电子趋势力叠加得到)多的一侧,电子有流向电荷量少一侧的内在趋势力作用。这种电荷差的存在就会诱发出一部分电流电子在10厘米处提前离开导线,迫不及待地在导线周围空间构建起磁力线(电子线)并回旋到低电位的0点位置。来弥补负极0点位置处的电荷量不足,以求得它的电荷力平衡。而在导线10厘米一直到100厘米处的任何一个位置电荷量差异点上,它们都一样存在着这种情况,于是就形成了导体周围的磁场。
     上述这个过程之情形只是为了举例说明问题,事实上并非磁力线回路总是在导线上取10厘米距离来构成回旋磁场,而是在任意前后位置的两点间都多多少少地存在着以电子为原材料来构成磁场的情况。导线周围磁场有类似于磁铁和地球周围磁场的情形。

     最后还要说明一点的是。磁场中的磁力线并非是虚构出来的线,它是实实在在由电子按照异性相吸所连接成的电子线。
     上述关于导线通电后为什么它周围能产生磁场,还只是个理论分析,如有不合理或错误之处,敬请大家批评指正。

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