磁场是一种看不见、摸不着的特殊物质,磁场不是由原子或分子组成的,但磁场是客观存在的。磁场具有波粒的辐射特性。磁体周围存在磁场,磁体间的相互作用就是以磁场作为媒介的,所以两磁体不用在物理层面接触就能发生作用。电流、运动电荷、磁体或变化电场周围空间存在的一种特殊形态的物质。由于磁体的磁性来源于电流,电流是电荷的运动,因而概括地说,磁场是由运动电荷或电场的变化而产生的。用现代物理的观点来考察,物质中能够形成电荷的终极成分只有电子(带单位负电荷)和质子(带单位正电荷) ,因此负电荷就是带有过剩电子的点物体,正电荷就是带有过剩质子的点物体。运动电荷产生磁场的真正场源是运动电子或运动质子所产生的磁场。例如电流所产生的磁场就是在导线中运动的电子 所产生的磁场。
由于经典物理中至今还拒绝使用基本粒子的概念来研究磁场问题,致使电磁学和电动力学都将产生磁场的原因定义为点电荷的定向运动,并将磁铁的成因解释为磁畴。现代物理证明,任何物质的终极结构组成都是电子(带单位负电荷),质子(带单位正电荷)和中子(对外显示电中性)。点电荷就是含有过剩电子(带单位负电荷)或质子(带单位正电荷)的物质点,因此电流产生磁场的原因只能归结为运动电子产生磁场。[4]
一个静止的电子具有静止电子质量和单位负电荷,因此对外产生引力和单位负电场力作用。当外力对静止电子加速并使之运动时,该外力不但要为电子的整体运动提供动能,还要为运动电荷所产生的磁场提供磁能。可见,磁场是外力通过能量转换的方式在运动电子内注入的磁能物质。电流产生磁场或带负电的点电荷产生磁场都是大量运动电子产生磁场的宏观表现
由单相交流电源供电产生的电磁场都是脉动的磁场。磁场的强度随着交流电的周期性变化而改变。只有一个绕组产生的脉动磁场不会使单相电机旋转,所以不能使单相电动机起动。只要有一个外力使转子转动一下,则转子就能继续转动,为了解决单相电动机起动问题,常用的办法是在定子上安装两个绕组(一个启动绕组,一个工作绕组)。
对于三相电动机:缺相的三相电动机相当于单相异步电动机,单相电流产生的脉振磁场可分解为两个旋转磁力方向相反的两份,使转子原地振动,电机不能旋转起来. 三相异步电动机在电源缺相时起动,没有旋转磁场,所以不能正常起动。起动时,转子摆动,有强烈的嗡嗡声,不能正常起动.原因是由于电源缺一相时,定子磁场由三相旋转磁场变成了单相脉动磁场。如果缺相电机转子没有受到某个旋转方向的力矩的话,电机是不会转起来的;但是如果电机的负荷非常小甚至空载,而且又受到某个旋转方向的力矩的话,这时电机有可能转起来,不过电机很快会过热烧坏。
由交流电源供电产生的电磁场都是脉动的磁场。磁场的强度随着交流电的周期性变化而改变。
如普通的交流接触器,工作的时候内部电磁铁的磁场就是脉动的。当接触器的电磁铁分磁环(也叫短路环)老化或者脱落的时候,接触器就会产生噪音。这种噪音就是由于交流电“过零”时使磁场产生脉动而造成动静磁厄之间撞击造成的。
现实中脉动磁场的例子很多,只要用心能找出很多的。
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主要种类:
恒磁场又称为静磁场,而交变磁场,脉动磁场和脉冲磁场属于动磁场。磁场的空间各处的磁场强度相等或大致相等的称为均匀磁场,否则就称为非均匀磁场。离开磁极表面越远,磁场
越弱,磁场强度呈梯度变化。
1.恒定磁场磁场强度和方向保持不变的磁场称为恒定磁场或恒磁场,如铁磁片和通以直流电的电磁铁所产生的磁场。
2.交变磁场磁场强度和方向在规律变化的磁场,如工频磁疗机和异极旋转磁疗器产生的磁场。
3.脉动磁场磁场强度有规律变化而磁场方向不发生变化的磁场,如同极旋转磁疗器、通过脉动直流电磁铁产生的磁场。
4.脉冲磁场用间歇振荡器产生间歇脉冲电流,将这种电流通入电磁铁的线圈即可产生各种形状的脉冲磁场。脉冲磁场的特点是间歇式出现磁场,磁场的变化频率、波形和峰值可根据需要进行调节。
常见:电磁场和地磁场。
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