最重要的電動力學定律，簡明易懂
電動力學在現代世界的重要性主要與它為通過長距離電線傳輸電能、分配方法和將電能轉換成其他形式開闢了廣泛的技術可能性有關，—— 機械、熱、光等
發電廠產生的電能通過數英里的電力線傳輸到家庭和工業設施，在那裡電磁力驅動各種設備、家用電器、照明、加熱設備等的電機。總之，無法想像現代經濟和沒有牆上沒有插座的單人房。
所有這一切之所以成為可能，全賴電動力學定律的知識，它允許將理論與電力的實際應用聯繫起來。在本文中，我們將仔細研究其中四個最實用的定律。
電磁感應定律
電磁感應定律不僅是安裝在發電廠中的所有發電機運行的基礎。但這一切都始於一種幾乎無法察覺的電流，邁克爾·法拉第 (Michael Faraday) 於 1831 年在一項關於電磁鐵相對於線圈運動的實驗中發現了這一點。
當法拉第被問及他的發現的前景時，他將他的實驗結果比作一個尚未長大的孩子的出生。很快，這個新生兒成為了真正的英雄，改變了整個文明世界的面貌。看—— 電磁感應定律的實際應用
德國歷史悠久的水力發電廠的發電機
現代電廠發電機 它不僅僅是一個帶磁鐵的線圈。它是一個巨大的結構，包含鋼結構、許多絕緣銅母線線圈、成噸的鐵、絕緣材料，以及大量製造精度可達毫米的小零件。
在自然界中當然找不到如此復雜的裝置，但是大自然通過實驗向人們展示了該裝置在可用外力的作用下如何通過機械運動產生電能。
發電廠產生的電力經過轉換、分配和再次轉換，這要歸功於 電力變壓器，其工作也是基於電磁感應現象，與發電機不同，只有變壓器在其設計中不包括不斷運動的部件，而是包含帶線圈的磁路。
交流繞組（初級繞組）作用於磁路，磁路作用於次級繞組（變壓器的次級繞組）。來自變壓器次級繞組的電力現在分配給消費者。所有這一切都歸功於電磁感應現象和相應的電動力學定律的知識，該定律被稱為法拉第。
電磁感應定律的物理意義是當磁場隨時間變化時出現渦流電場，這恰恰發生在工作的變壓器中。
實際上，當穿過導體邊界表面的磁通量發生變化時，在導體中感應出一個電動勢，其值等於磁通量的變化率（F），而感應電動勢的符號與變化率 F 相反。這種關係也稱為“流規則”：
除了直接改變穿過環路的磁通量之外，還有另一種在環路中獲得 EMF 的方法，— 使用洛倫茲力.
如您所知，洛倫茲力的大小取決於電荷在磁場中的移動速度、磁場感應的大小以及給定電荷相對於感應矢量移動的角度磁場：
正電荷的洛倫茲力的方向由“左手”規則確定：如果您將左手放在手掌上，使磁感應矢量進入手掌，並且伸出的四根手指放在運動的方向上正電荷，然後彎曲 90 度的拇指將指示洛倫茲力的方向。
這種情況的最簡單示例如圖所示。在這裡，洛倫茲力導致在磁場中移動的導體（例如，一根銅線）的上端帶正電，而其下端帶負電，因為電子帶負電荷，是它們在這裡移動.
電子將向下移動，直到它們之間的庫侖吸引力與導線另一側的正電荷平衡洛倫茲力。
這個過程導致導體中出現感應電動勢，事實證明，它與電磁感應定律直接相關。實際上，導線中的電場強度E可由下式求出（假設導線運動方向與矢量B成直角）：
因此，感應的電動勢可以表示如下：
可能會注意到，在給定的示例中，磁通量 F 本身（作為物體）不會發生空間變化，但導線穿過磁通量所在的區域，您可以輕鬆計算出導線穿過的面積通過在給定時間內移動通過該空間區域（即上述磁通量的變化率）。
在一般情況下，我們有權得出結論，根據“通量規則”，電路中的 EMF 等於通過該電路的磁通量的變化率，取相反的符號，無論值是否由於位移（穿過磁通量）或環路變形或兩者兼而有之，磁通量 F 會因固定環路中磁場隨時間的變化而直接變化。
安培定律
發電廠產生的能量有很大一部分被輸送到企業，為各種金屬切削機械的發動機提供電力。電動機的運行基於其設計者的理解 安培定律.
該定律由安德烈·瑪麗·安培 (Andre Marie Ampere) 於 1820 年針對直流電創建（此定律也稱為電流相互作用定律並非巧合）。
根據安培定律，電流同向的平行導線相互吸引，電流方向相反的平行導線相互排斥。此外，安培定律指的是確定磁場作用在給定磁場中的載流導體上的力的經驗法則。
簡而言之，安培定律可以表述如下：磁場作用在磁場中載流導體的元件上的力（稱為安培力）與導體中的電流量成正比和磁感應值的導線長度元素的向量積。
因此，求安培力模數的表達式包含該力作用於導體中的磁感應矢量與電流矢量之間夾角的正弦值（要確定安培力的方向，可以使用左手定則):
應用於兩個相互作用的導體，安培力將作用在每個導體上的方向取決於這些導體中電流的各自方向。
假設真空中有兩條無限長的細導體，電流為 I1 和 I2，各處導體之間的距離都等於 r。需要找出作用在單位長度導線上的安培力（例如，第一根導線在第二根導線的一側）。
根據 Bio-Savart-Laplace 定律，在與電流為 I2 的無限導體的距離為 r 處，磁場將產生感應：
現在您可以找到作用在位於磁場中給定點（具有給定感應的位置）的第一根電線上的安培力：
對這個表達式在長度上積分，然後用一個代替長度，我們得到第一根導線在第二根導線一側每單位長度作用的安培力。類似的力，只是方向相反，將從第一根導線的一側作用在第二根導線上。
如果不了解安培定律，就不可能定性地設計和組裝至少一台普通電動機。
焦耳-楞次定律
所有電能 傳輸線，導致這些電線升溫。此外，大量電能用於為各種加熱設備供電，將鎢絲加熱到高溫等。電流熱效應的計算基於 Joule-Lenz 定律，該定律於 1841 年由 James Joule 發現，並於 1842 年由 Emil Lenz 獨立發現。
該定律量化了電流的熱效應。它的公式如下：“當直流電流在介質中流動時，介質每單位體積（w）釋放的熱量的功率與電流密度（j）與電場強度值的乘積成正比(E) «。
對於細線，使用該定律的積分形式：“單位時間從電路的某個部分釋放的熱量與所考慮部分的電流的平方與該部分的電阻的乘積成正比。 » 寫成如下形式：
焦耳-楞次定律在通過長距離電線傳輸電能方面具有特別重要的實際意義。
結論是電流對電源線的熱效應是不可取的，因為它會導致能量損失。並且由於傳輸功率線性地取決於電壓和電流大小，而加熱功率與電流的平方成正比，因此增加傳輸電力的電壓，相應地減少電流是有利的。
歐姆定律
電路基本定律—— 歐姆定律，由喬治·歐姆於 1826 年發現。……定律根據導線的電阻或電導率（電導率）決定電壓與電流的關係。用現代術語來說，完整電路的歐姆定律如下：
r — 源內阻，R — 負載電阻，e — 源電動勢，I — 電路電流
從這個記錄可以看出，源電流流過的閉合電路中的 EMF 將等於：
這意味著對於閉合電路，源電動勢等於外部電路的電壓降與源的內阻之和。
歐姆定律表述如下：“電路中某一部分的電流與其兩端的電壓成正比，與該部分電路的電阻成反比。”歐姆定律的另一種表示法是電導 G（電導率）：
