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变化磁场的物理运动规律

变化磁场的物理运动规律

点击数:7663 次   录入时间:03-04 11:58:09   整理:http://www.55dianzi.com   无线电-电子技术知识

  现代科学证实,一切磁现象起源于电流。稳恒电流产生稳定磁场,变化电流产生变化磁场。变化磁场在变化过程中,除了其强弱和方向发生变化外,变化磁场自身是否还会发生别的什么现象(比如运动)呢?下面,我们来讨论。
  
  1.自然辩证法阐明变化磁场是物理运动磁场
  
  “辩证唯物主义认为,运动是标志宇宙空间的一切事物、现象、过程的变化哲学范畴"。这就是说,一切变化的事物、现象、过程都意味着是运动。“一切变化都是运动”。变化着的物质就是运动着的物质。毫无例外,变化着的磁场也一定是运动着的磁场——物理运动磁场。所以,从唯物辩证的角度看问题,变化磁场理应是运动(物理运动)磁场。变化中有运动,运动中有变化,这就是变化磁场的客观写照和显着特征。
  
  2.物质守恒定律可以证明变化磁场是物理运动磁场
  
  大家知道,导线中有了电流以后,其周围才有磁场产生。磁场是客观存在的一种物质,它在导线周围的产生也一定要符合物质守恒(以前称物质不灭)定律的普遍规律。设在导线附近某处Q,如下图所示。导线中没有电流时,Q处没有磁场(不计地磁场和工业杂散磁场)这种物质。当导线中有了电流后,Q处明显出现了磁场这种新物质。

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  根据物质守恒定律,一种新物质的产生一定要有一种旧物质灭亡去维系。现在Q处新物质(磁场)已经产生了,但却不见Q处旧物质的灭亡。这岂不违背了物质守恒定律了吗?没有。原来,磁场(新物质)在Q处出现并非创生。如同街头上的饭香(才出现的新物质)是从餐厅那边飘过来的道理一样,Q处磁场一定是从别的地方“飘”到这里来的。非此,不能自圆其说。不言在而喻,Q处的磁场一定是从通电导线那儿来的,磁场从通电导线那儿来到Q处,这个“来”很客观很形象地描述了变化磁场(从无到有就是变化)具有动感的事实。毋庸置疑,变化磁场是实实在在的运动磁场(以下简称动磁场)。变化磁场在变化过程中自身具有运动,这是客观存在的自然现象,符合自然规律。

  3.动磁场的运动规律
  
  从前面的变化磁场是动磁场的讨论中得知,通电导线周围的磁场是从通电导线那里运动出来的。很容易理解,直导线的电流增大时.其动磁场是以导线为中心向四周舒张运动的。
  
  我们知道,通电直导线周围的磁场磁力线是一些同心圆。电流增大时,电流产生的动磁场向四周舒张运动,不论磁场怎么运动,磁场磁力线始终都保持着圆形。这就可以认定,动磁场处处都是沿着磁力线的法线方向向外运动的。
  
  如果动磁场有些部位不沿其磁力线法线方向运动,而朝其他方向运动,那么,磁力线就会被“东扯西拉”得不能保持其圆形形状,所以,动磁场向外舒张运动时,动磁场处处都是沿着磁力线法线方向向四周运动的。归纳起来就是:通电直导线中电流增大时,其动磁场处处沿其磁力线法线方向由近离电流的地方向远离电流的周围空间舒张运动。如上图(b)所示。这种情形,就恰似投石击水激起的水波向四周波动相类似。
  
  同样道理,可以推导得出,通电直导线中电流减小时,其动磁场处处沿其磁力线法线方向由电流周围空间朝向电流收缩运动。如下图(b)所示,对于螺线管而言,通电螺线管的动磁场的运动如上图(a)下图(a)所示。
  
  通过对变化磁场是动磁场及其动磁场运动规律的讨论可以得到结论:变化电流产生的变化磁场是动磁场,动磁场的运动总是沿其磁力线法线方向进行的。电流增大时,其动磁场以电流为中心向四周舒张运动,电流减小时,其动磁场由电流周围的空间朝向电流收缩运动。

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  4.应用动磁场理论解释电磁感应现象
  
  动磁场理论认为:变化电流产生的变化磁场是动磁场。这样,电磁感应现象中感应电动势或感应电流的产生就完全归结为动磁场对导体的切割所致。
  
  下面,我们用动磁场理论来解释一些电磁感应现象,并以此来验证动磁场理论的正确性。为了更能说明问题,我们不防就以前面用涡漩电场理论不能解释的电磁感应现象为例,用动磁场理论去解释它。
  
  (1)解释两平行导线的互感
  
  如下图所示,设一直导线CD平行于通电直导线AB。当导线AB中的电流增大时,其动磁场沿其磁力线法线方向向外舒张运动。很显然CD与这个动磁场发生相对(CD相对向右切割磁场)的垂直切割运动,产生感应电动势。
  
  用右手定则判定感应电动势的方向下正上负。当直导线AB中的电流减小时,其动磁场便收缩运动。使导线CD相对向左切割磁场,产生上正下负的感应电动势。这就是两平行导线的互感现象。只要AB//CD,不管CD处在AB周围什么方位,解释结果都是一致的。
  
  这样,前面所提到的两平行导线互感现象用涡漩电场理论无法解释的问题,用动磁场理论去解释它,简单明了,符合客观,恰到好处。
  
  (2)解释两偏心线圈的互感
  
  参看前图,使小线圈放入长直螺线管内中段右侧。螺线管通以交流电,某半周电流增大时,管内动磁场向管中心方向运动。磁场从小线圈的右边向里运动切割小线圈,小线圈中理所当然就有了感应电动势E。用动磁场理论解释这例互感现象,简明、客观、准确。

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