電場和磁場：有什麼區別？

俄語中的“田地”一詞表示非常大的均勻成分區域，例如小麥或土豆。

在物理學和電氣工程中，它被用來描述各種類型的物質，例如由電和磁成分組成的電磁物質。

電荷與這些形式的物質有關。當它靜止時，周圍始終有電場，當它運動時，也形成磁場。

人類對電場（更準確地說是靜電）性質的認識是在對其特性進行實驗研究的基礎上形成的，因為目前還沒有其他研究方法。通過這種方法，發現它以一定的力作用於移動和/或靜止的電荷。通過測量其值，評估主要操作特性。

電場

形成：

• 圍繞電荷（物體或粒子）；

• 隨著磁場的變化，例如在運動過程中發生 電磁波. 

它用力線描繪，通常顯示為從正電荷發出並終止於負電荷。因此，電荷是電場的來源。通過對它們採取行動，您可以：

• 識別字段的存在；

• 輸入校準值以測量其值。

在實際使用中，功率特性稱為電壓，它是通過帶正號的單次充電的作用來估計的。

磁場

作用於：

• 以一定的努力運動的帶電體和電荷；

• 磁矩而不考慮它們的運動狀態。

磁場是這樣產生的：

• 帶電粒子電流的通過；

• 通過總結原子或其他粒子內部電子的磁矩；

• 隨著電場的暫時變化。

它也用力線描繪，但它們沿著輪廓閉合，它們沒有起點和終點，不像電力線。

電場和磁場的相互作用

詹姆斯·克拉克·麥克斯韋 (James Clerk Maxwell) 對電磁場中發生的過程進行了第一個理論和數學證明。他提出了一個微分和積分形式的方程組，其中他展示了電磁場與在連續介質或真空中流動的電荷和電流之間的關係。

在他的工作中，他使用了以下法律：

• 安培，描述電流通過電線的流動及其周圍磁感應的產生；

• 法拉第解釋交變磁場對閉合導體的作用會產生電流。

麥克斯韋的作品根據空間中分佈的電荷確定了電場和磁場表現形式之間的精確關係。

自從麥克斯韋的作品發表以來已經過去了很多時間。科學家們不斷地研究電場和磁場之間實驗事實的表現形式，但即使是現在也很難確定它們的性質。結果僅限於所考慮現象的純粹實際應用。

這是因為以我們的知識水平，我們只能建立假設，因為目前我們只能假設一些東西。畢竟，大自然具有取之不盡、用之不竭的特性，仍然需要大量和長期的研究。

電場和磁場的比較特性

教育資源

電場和磁場之間的相互關係有助於理解一個顯而易見的事實：它們不是孤立的，而是相互聯繫的，但它們可以以不同的方式表現出來，代表一個單一的實體——電磁場。

如果我們想像一個不均勻的電荷場是在某個點從空間產生的，它相對於地球表面是靜止的，那麼它就無法確定它周圍靜止的磁場。

如果觀察者開始相對於該電荷移動，那麼磁場將隨時間開始變化，並且電子元件已經形成磁性，永久研究人員可以用他的測量儀器看到。

同樣，當將固定磁鐵放置在某個表面上並產生磁場時，也會發生這些現象。當觀察者開始向它移動時，他將檢測到電流的出現。這個過程描述了電磁感應現象。

因此，說在所考慮的空間點只有兩個場之一：電場或磁場沒有多大意義。這個問題必須與參照系相關：

• 靜止的；

• 活動。

換句話說，參照系影響電場和磁場的表現，就像通過不同色調的濾鏡觀看風景一樣。玻璃顏色的變化會影響我們對整體畫面的感知，但即使我們以陽光穿過大氣層所產生的自然光為基礎，也無法給出整體真實的畫面，它會扭曲它。

這意味著參考係是研究電磁場的方法之一，它使得評估其性質、構型成為可能。但這並不重要。

電磁場指示器

電場

帶電物體用作指示器，顯示空間中特定位置存在場。他們可以使用帶電的小紙片、球、袖子、“蘇丹”來觀察電氣元件。

讓我們考慮一個示例，其中兩個指示球自由懸浮在平坦帶電電介質的任一側。它們同樣會被吸引到它的表面，並會排成一條直線。

在第二階段，我們在其中一個球和帶電的電介質之間放置一塊扁平金屬板。這不會改變作用在指標上的力。球不會改變它們的位置。

實驗的第三階段與金屬片的接地有關。一旦發生這種情況，位於帶電電介質和接地金屬之間的指示球將改變其位置，將其方向變為垂直。它將不再被吸引到板塊上，而只會受到萬有引力的影響。

這一經驗表明，接地的金屬屏蔽層會阻擋電場線的傳播。

磁場

在這種情況下，指標可以是：

• 鋼屑；

• 電流流過的閉環；

• 磁針（指南針示例）。

鋼屑沿磁力線分佈的原理最為普遍。它也包括在磁針的操作中，為了減少摩擦力的反作用力，磁針被固定在一個尖點上，從而獲得額外的旋轉自由度。

描述場與帶電體相互作用的定律

電場

庫侖的實驗工作是用懸浮在細而長的石英線上的點電荷進行的，有助於闡明電場中發生的過程的圖景。

當帶電球靠近他們時，後者會影響他們的位置，迫使他們偏離一定量。該值固定在專門設計的設備的刻度盤上。

這樣，電荷之間的相互作用力，即所謂的 電，庫侖相互作用……它們由數學公式描述，允許對設計的設備進行初步計算。

磁場

在這里工作正常 安培定律 基於放置在磁力線內的載流導體的相互作用。

使用左手手指排列的規則適用於作用在載流導線上的力的方向。連接在一起的四個手指必須朝向電流的方向，磁場的力線必須進入手掌。然後突出的拇指將指示所需力的方向。

飛行圖形

力線用於在繪圖平面中指示它們。

電場

為了指示這種情況下的應力線，當存在靜止電荷時使用勢場。力線從正電荷出來並走向負電荷。

電場建模的一個例子是將奎寧晶體放入油中的變體。一種更現代的方法是使用圖形設計師的計算機程序。

它們允許您創建等勢面的圖像，估計電場的數值並分析不同的情況。

磁場

為了獲得更高的顯示清晰度，他們使用了渦流場在被環路閉合時的特徵線。上述鋼銼的例子清楚地說明了這種現象。

電源特性

通常將它們表示為向量，具有：

• 一定的行動方針；

• 力值按相應公式計算。

電場

單位電荷的電場強度矢量可以用三維圖像的形式表示。

它的量級：

• 遠離充電中心；

• 具有取決於計算方法的維度；

• 由非接觸作用確定，即在一定距離處，作為作用力與電荷的比率。

磁場

下圖中可以將線圈中產生的電壓視為一個示例。

來自每一圈外部的磁力線具有相同的方向並且相加。在轉彎空間內，它們的方向相反。正因為如此，內部領域被削弱了。

電壓大小受以下因素影響：

• 通過線圈的電流強度；

• 繞組的數量和密度決定了線圈的軸向長度。

更高的電流會增加磁動勢。同樣，在匝數相同但繞線密度不同的兩個線圈中，當流過相同的電流時，匝數越近，該力越大。

因此，電場和磁場有一定的區別，但它們是一個共同事物電磁的相互關聯的組成部分。