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為什么導線通電后它的周圍能產生磁場呢?

2020-4-23 21:23| 編輯:電工學習網| 查看: 242| 評論: 0

摘要: 我們知道,給一根導線通電以后,導體周圍就會產生磁場。那么磁場的產生原因和機制又是什么呢? 原因 導線通電后,不僅線路兩端之間會產生電位差,而且導體兩端內任何前后間隔位置之間都存在著相對而言的電位差。這 ...

       我們知道,給一根導線通電以后,導體周圍就會產生磁場。那么磁場的產生原因和機制又是什么呢?
     原因
     導線通電后,不僅線路兩端之間會產生電位差,而且導體兩端內任何前后間隔位置之間都存在著相對而言的電位差。這里的電位差應該是導體前后位置上的電荷量不均衡所帶來的趨勢力差,趨勢力再去誘發電流中一部分電子在導體外部空間構成磁力線回路,以解決電位差帶來的電荷力不平衡問題。于是導體周圍就形成了由磁力線組成的回路場,并且回路磁場的正極與電流方向一致。
     這里需要說明一點是:導體為直線時,根據右手定則可知,大拇指所指方向為電流方向,四指彎曲所指方向為磁場方向,這里的磁場方向不代表磁極方向。關于磁極方向,可以從導線彎曲的繞組(下圖)中看出,大拇指所指方向則為磁場的磁極方向。即正極(N極)

     機制
     導線通電后,電流的正極(N)總是處于導線的前端位置,而負極總是在正極的后面。這樣電流在整個導體的回路上,任何前后位置之間總是存在著正負極之間的電位差。比如一根長100厘米的導線,電流從導線內的S極流向N極,N為正極。正極的電荷疊加量總是高于負極。于是,從導線負極0點開始,每向正極增加一段距離,比如10厘米,其負極0點位到10厘米的相位之間就會存在電荷量差異。即導線10厘米處的電荷量高于起始0點位的電荷量。這是因為,電荷趨勢力大小,取決于兩端(相位差)的電荷量多少的程度。電荷量(電子趨勢力疊加得到)多的一側,電子有流向電荷量少一側的內在趨勢力作用。這種電荷差的存在就會誘發出一部分電流電子在10厘米處提前離開導線,迫不及待地在導線周圍空間構建起磁力線(電子線)并回旋到低電位的0點位置。來彌補負極0點位置處的電荷量不足,以求得它的電荷力平衡。而在導線10厘米一直到100厘米處的任何一個位置電荷量差異點上,它們都一樣存在著這種情況,于是就形成了導體周圍的磁場。
     上述這個過程之情形只是為了舉例說明問題,事實上并非磁力線回路總是在導線上取10厘米距離來構成回旋磁場,而是在任意前后位置的兩點間都多多少少地存在著以電子為原材料來構成磁場的情況。導線周圍磁場有類似于磁鐵和地球周圍磁場的情形。

     最后還要說明一點的是。磁場中的磁力線并非是虛構出來的線,它是實實在在由電子按照異性相吸所連接成的電子線。
     上述關于導線通電后為什么它周圍能產生磁場,還只是個理論分析,如有不合理或錯誤之處,敬請大家批評指正。

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