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磁場中有哪些基本物理量

發布時間:2022-06-10 16:48:23

① 磁場的基本物理量有哪些它們各自的物理意義及相互關系怎樣

1.磁體與磁感線

將一根磁鐵放在另一根磁鐵的附近,兩根磁鐵的磁極之間會產生互相作用的磁力,同名磁極互相排斥,異名磁極互相吸引。磁極之間相互作用的磁力,是通過磁極周圍的磁場傳遞的。磁極在自己周圍空間里產生的磁場,對處在它裡面的磁極均產生磁場力的作用。

磁場可以用磁感線來表示,磁感線存在於磁極之間的空間中。在一般情況下,磁感線不能被阻擋或隔絕,它可以穿過任何物質,可以穿過磁鐵及其周圍空間形成閉合環路,磁感線的方向從北極出來,進入南極,磁感線在磁極處密集,並在該處產生最大磁場強度,離磁極越遠,磁感線越疏。

2.磁場與磁場方向判定

磁鐵在自己周圍的空間產生磁場,通電導體在其周圍的空間也產生磁場。

通電直導線產生的磁場磁感線(磁場)方向可用安培定則(也叫右手螺旋法則)來判定:用右手握住導線,讓伸直的大拇指所指的方向跟電流方向一致,那麼彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環繞方向。

通電線圈產生的磁場磁感線是一些圍繞線圈的閉合曲線,其方向也可用安培定則來判定:讓右手彎曲的四指和線圈電流的方向一致,那麼伸直的的拇指所指的方向就是線圈中心軸線上磁感線的方向。

3.1.2磁場中的基本物理量

1.磁感應強度B

磁感應強度B是表徵磁場中某點的磁場強弱和方向的物理量。可用磁感線的疏密程度來表示,磁感線的密集度稱為磁通密度。在磁感線密的地方磁感應強度大,在磁感線疏的地方磁感應強度小。磁感應強度也可用通以單位電流的導線的電流方向與磁場垂直時,導線所受的磁場力的大小來表示。B是矢量,其方向與產生它的電流方向之間成右螺旋關系,其大小定義為

(3.4)

此式H的單位為安/米(A/m)。

② 基本物理量、場方程及測量單位

根據經典電磁學,描述磁場的基本物理量是磁通量密度(B)、磁場強度(H)、磁極化強度(J)和磁化強度(M)。磁通量密度又稱為磁感應強度,是表徵磁場特徵的基本物理量,其定義由Biot-Saval定律給出,代表單位面積中的磁通量或單位電流元在磁場當中所受到的力。磁場強度是一個由磁通量密度導出的物理量,即

岩石物理學基礎

式中:μ0為真空或空氣中的磁導率,其數值為μ0=4π×10-7H/m(亨利/米),

J=μ0M (4-1-2)

其中,磁化強度M代表單位體積內的磁偶極矩。在各向同性的條件下,

M=χ(m)H (4-1-3)

因此,

B=μ0μrH=μ0(1+χ(m))H (4-1-4)

式中:χm)和μr=1+χm)均是無量綱的物理量;χm)為磁化率;μr為相對磁導率。

在各向異性條件下,磁化強度矢量M和磁場強度矢量H的方向不一致,磁化率變為二階張量(矩陣),即

岩石物理學基礎

從而,

岩石物理學基礎

式中:U為二階單位張量;μr為相對磁導率張量。

類似地,在各向異性條件下,磁化強度和磁場強度之間的數學關系變為

岩石物理學基礎

這說明,在各向異性條件下,磁通量密度和磁化強度的每一個分量都是磁場強度各分量的線性組合。

磁化率是刻畫物質磁性的基本物理量。因此,對物質磁性的研究主要是研究其磁化率。由公式(4-1-5)可知,磁率張量χ(m)中共含有9個分量。由於能量守恆定律,χ(m)中的交叉項相等,即

。因此,磁化率在各向異性的條件下是一個對稱的二階張量。

在國際單位制(SI)中,磁通量密度和磁極化強度的單位是Tesla(特斯拉,T),即

1T=1V·s/m2 (4-1-8)

磁場強度和磁化強度的單位是A/m(安培/米)。在實際工作中,Tesla顯得太大,因此一般取其1/109,稱為Nano-Tesla(納特,nT)。

國際單位制(SI)是目前磁學單位的標准。在歷史上,在磁學和電學中曾出現過厘米克秒靜電單位制(簡稱為 CGSE 單位制或 esu 單位制),厘米克秒絕對電磁單位制(簡稱為CGSM單位制或emu單位制),絕對高斯單位制(esu和emu的混合單位制)以及實用單位制(也稱為MKSA單位制)。

在過去的地球物理圖書或資料中,磁場的單位採用的是電磁單位制。在這個單位制中,磁場強度和磁化強度的單位是奧斯特(Oe),磁通量密度和磁極化強度的單位是高斯(Gs)或伽馬(γ)。電磁單位制與國際單位制的換算關系是:1Gs

10-4T,1(γ)

1 nT,1 Oe

79.6A/m。在電磁單位制中的磁化率是國際單位制中的磁化率除以4π。

③ 象徵磁場的三個基本物理變數是什麼

象徵磁場的三個基本物理變數是磁感應強度、電場強度、方向。

磁場是在一定空間區域內連續分布的向量場,描述磁場的基本物理量是磁感應強度矢量B ,也可以用磁感線形象地表示。然而,作為一個矢量場,磁場的性質與電場頗為不同。運動電荷或變化電場產生的磁場,或兩者之和的總磁場,都是無源有旋的矢量場,磁力線是閉合的曲線簇,不中斷,不交叉。換言之,在磁場中不存在發出磁力線的源頭,也不存在會聚磁力線的尾閭,磁力線閉合表明沿磁力線的環路積分不為零,即磁場是有旋場而不是勢場(保守場),不存在類似於電勢那樣的標量函數。在量子力學里,科學家認為,純磁場(和純電場)是虛光子所造成的效應。以標准模型的術語來表達,光子是所有電磁作用的顯現所依賴的媒介。在低場能量狀況,其中的差別是可以忽略的。

④ 寫出電磁場的基本物理量並對其概念進行簡單闡述

電磁場是有內在聯系、相互依存的電場和磁場的統一體的總稱。隨時間變化的電場產生磁場,隨時間變化的磁場產生電場,兩者互為因果,形成電磁場。電磁場可由變速運動的帶電粒子引起,也可由強弱變化的電流引起,不論原因如何,電磁場總是以光 速向四周傳播,形成電磁波。

電磁場是電磁作用的媒介,具有能量和動量,是物質的一種存在形式。電磁場的性質、特徵及其運動變化規律由麥克斯韋方程組確定。在高頻率的電振盪中,磁電互變甚快,能量不可能全部返回原振盪電路,於是電能、磁能隨著電場與磁場的周期轉化以電磁波的形式向空間傳播出去。



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正像人們一直生 活在空氣中而眼睛卻看不見空氣一樣,人們也看不見無處不在的電磁波。電磁波就是這樣一位人類素未謀面的「朋友」,電磁波是電磁場的一種運動形態。在高頻電磁振盪的情況下,部分能量以輻射方式向周圍空間傳播開去所形成的電波與磁波。

在低頻的電磁振盪中,電、磁之間的相互變化比較緩慢,其能量幾乎全部返回原電路而沒有能量輻射出去。電磁波的速度等於光速(每秒3×10 ^10厘米)。波長在 10~3000米之間,分長波、中波、中短波、短波等幾種。

⑤ 磁場的基本物理量有哪些

一、磁場的基本物理量
1. 磁感應強度
與磁場方向相垂直的單位面積上通過的磁通(磁力線)。

2.磁通
磁感應強度B與垂直與磁場方向的面積S的乘積,稱為通過該面積的磁通。
3.磁場強度 H
磁場強度是計算磁場所用的物理量,其大小為磁感應強度和導磁率之比。

4.磁導率
表徵各種材料導磁能力的物理量一般材料的磁導率 和真空中的磁導率之比,稱為這種材料的相對磁導率。

⑥ 磁場的基本物理量

9.4 磁場的基本物理量 9.4.1 磁感應強度 磁感應強度B : 表示磁場內某點磁場強弱和方向的物理量。 磁感應強度B的方向: 與電流的方向之間符合右手螺旋定則。 磁感應強度B的大小: B=F/lI 磁感應強度 B 的單位: 特斯拉( T ),1 T = 1Wb/m 2 均勻磁場: 各點磁感應強度大小相等,方向相同的磁場,也稱勻強磁場 。 9.4.2 磁通 磁通ф: 穿過垂直於 B 方向的面積 S 中的磁力線總數。 說明: 如果不是均勻磁場,則取B的平均值。 磁感應強度B 在數值上可以看成為與磁場方向垂直的單 位面積所通過的磁通,故又稱 磁通密度 。 磁通ф的單位: 韋[伯]( Wb ) 1Wb =1V ·s 9.4.3 磁場強度 磁場強度 H : 介質中某點的磁感應強度 B 與介質磁導率 m 之比。 磁場強度 H 的單位 : 安培 / 米( A/m ) 安培環路定律(全電流定律) 安培環路定律電流正負的規定 :任意選定一個閉合回線的圍繞方向,凡是電流方向與閉合回線圍繞方向之間符合右螺旋定則的電流作為正、反之為 負。 在均勻磁場中 Hl = IN 安培環路定律將 電流與磁場強度聯系起來。 9.4.4 磁導率 磁導率μ: 表示磁場媒質磁性的物理量,衡量物質的導磁能力 。 磁導率μ的單位: 亨 / 米( H/m ) 相對磁導率μr : 任一種物質的磁導率 m 和真空的磁導率 m 0 的比值 。 9.4.5 物質的磁性 1. 非磁性物質 非磁性物質分子電流的磁場方向雜亂無章,幾乎不受外 磁場的影響而互相抵消,不具有磁化特性。 非磁性材料的磁導率都是常數,有: μ約=μ0 μr約=1 當磁場媒質是非磁性材料時,有 B= μ0 H , 即 B 與 H 成正比,呈線性關系。 磁通 F 與產生此磁通的電流 I 成正比,呈線性關系。 2. 磁性物質 磁性物質內部形成許多小區域,其分子間存在的一種特殊的作用力使每一區域內的分子磁場排列整齊,顯示磁性,稱 這些小區域為磁疇。 在沒有外磁場作用的普通磁性物質中,各個磁疇排列雜 亂無章,磁場互相抵消,整體對外不顯磁性。 在外磁場作用下,磁疇方向發生變化,使之與外磁場方向趨於一致,物質整體顯示出磁性來,稱為磁化。即 磁性物質能被磁化。

⑦ 磁場的倆個物理量

標稱磁場的兩個基本的物理量是磁場強度H和磁感應強度B。
磁場強度和磁感應強度均為表徵磁場磁場強弱和方向的物理量。
磁感應強度是一個基本物理量,較容易理解,就是垂直穿過單位面積的磁力線的數量。磁感應強度可通過儀器直接測量。磁感應強度也稱磁通密度,或簡稱磁密。常用B表示。其單位是韋伯/平方米(Wb/m^2)或特斯拉(T)。
磁場傳播需經過介質(包括真空),介質因磁化也會產生磁場,這部分磁場與源磁場疊加後產生另一磁場。或者說,一個磁場源在產生的磁場經過介質後,其磁場強弱和方向變化了。
為了描述磁場源的特性,也為了方便數學推導,引入一個與介質無關的物理量H,H=B/u0-M,式中,u0為真空磁導率,M為介質磁化強度。這個物理量,就是磁場強度。磁場強度的單位是安/米(A/m)。

⑧ 磁場的基本物理量有什麼

一、磁場的基本物理量
1. 磁感應強度
與磁場方向相垂直的單位面積上通過的磁通(磁力線)。


2.磁通
磁感應強度B與垂直與磁場方向的面積S的乘積,稱為通過該面積的磁通。
3.磁場強度 H
磁場強度是計算磁場所用的物理量,其大小為磁感應強度和導磁率之比。



4.磁導率
表徵各種材料導磁能力的物理量一般材料的磁導率 和真空中的磁導率之比,稱為這種材料的相對磁導率。
二、磁場的基本定律
1.安培環路定律

計算電流代數和時,與繞行方向符合右手螺旋定則的電流取正號,反之取負號。若閉合迴路上各點的磁場強度相等且其方向與閉合迴路的切線方向一致,則:


2.磁路歐姆定律

稱為磁阻,表示磁路對磁通的阻礙作用。
因鐵磁物質的磁阻Rm不是常數,它會隨勵磁電流I的改變而改變,因而通常不能用磁路的歐姆定律直接計算,但可以用於定性分析很多磁路問題。
3.電磁感應定律
你好,磁場一般包括:磁通
、磁感應強度
、磁導率
、磁場強度這四個物理量。
磁場強度
H
也是矢量,其方向與磁感應強度
B
同向,國際單位是:安培/米
(A/m)。
必須注意:磁場中各點的磁場強度H的大小隻與產生磁場的電流I的大小和導體的形狀有關,與磁介質的性質無關。

⑨ 磁場有哪些基本物理量,分別用什麼符號表示,單位是什麼

你好,磁場一般包括:磁通
、磁感應強度
、磁導率
、磁場強度這四個物理量。

磁場強度
H
也是矢量,其方向與磁感應強度
B
同向,國際單位是:安培/米
(A/m)。
必須注意:磁場中各點的磁場強度H的大小隻與產生磁場的電流I的大小和導體的形狀有關,與磁介質的性質無關。

⑩ 描述磁場的四個主要物理量它們的代表符號分別是

描述磁場的四個主要物理量是: 磁通 、 磁感應強度 、 磁導率 和 磁場強度 ;它們的代表符號分別是 Φ 、 B 、 U 和 Η

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