FHSST 物理/磁鐵與電磁學/電磁學
就像許多其他科學發現一樣,磁力和電之間關係的發現,幾乎是偶然發現的。丹麥物理學家漢斯·克里斯蒂安·奧斯特在 1820 年的一天,正在講授關於電磁可能存在聯絡的可能性,並且在過程中透過實驗在全班面前清楚地證明了這一點!透過讓電流透過懸掛在磁羅盤上方的金屬線,奧斯特能夠產生磁羅盤針明確的運動來響應電流。課堂開始時只是一個推測,到課程結束時就被證實了。不用說,奧斯特不得不修改他以後課程的講義!他偶然的發現為一個全新的科學分支鋪平了道路:電磁學。
詳細的實驗表明,電流產生的磁場始終垂直於電流方向。一種展示這種關係的簡單方法稱為左手定則。簡單來說,左手定則表示電流線產生的磁通線方向與左手(處於“搭便車”姿勢)捲曲手指的方向相同,拇指指向電子流方向。
磁場環繞著這根通電直線,磁通線沒有明確的“北極”或“南極”。
注意:需要新增導線吸引或排斥
雖然環繞通電線的磁場確實很有趣,但對於常見的電流而言它非常弱,能夠偏轉磁羅盤針,但除此之外沒有別的作用。為了用相同的電流產生更強的磁場力(因此產生更多的場通量),我們可以將導線纏繞成線圈形狀,其中導線周圍環繞的磁場將合併形成具有明確磁性(南北)極性的更大磁場。
由纏繞線產生的磁場力的量與透過導線的電流乘以線圈中導線的“匝數”或“纏繞數”成正比。這種場力稱為磁動勢(mmf),與電路中的電動勢(E)非常類似。
電磁鐵是指透過電流通電以產生磁場的導線。雖然所有通電導體都會產生磁場,但通常電磁鐵的設計是為了最大程度地提高其針對特定目的產生的磁場強度。電磁鐵在研究、工業、醫療和消費產品中得到了廣泛應用。
作為一種電控磁鐵,電磁鐵在各種“機電”裝置中得到了應用:透過電力產生機械力的機器或運動。也許最明顯的例子就是電動機。
繼電器可以設計為控制多個開關觸點,或以“反向”方式工作(通電線圈將開啟開關觸點,斷電線圈將使其彈回閉合)。