電場和磁場的區別
空間中由電荷運動引起的特性稱為**電磁場**。電磁場有兩個組成部分,即:
電場
磁場
靜止的電荷在其周圍空間中只會產生電場。如果電荷在運動,那麼它也會產生磁場。電場和磁場相對於電磁場的原因(即運動電荷)佔據不同的平面。
因此,電場和磁場之間的一個主要區別是,電場是由靜止的電荷產生的,而磁場是由運動的電荷(或磁鐵的兩極)產生的。
下表重點介紹了磁場和電場之間的許多其他差異。我們還添加了電場和磁場的簡短描述,供您參考,這有助於您瞭解它們之間的區別。
什麼是電場?
帶電粒子周圍的物理場,所有其他電荷在這個場中都會受到吸引或排斥力的作用,稱為**電場**。電場是由電荷或隨時間變化的磁場產生的。電荷周圍電場的強度稱為電場強度,用“**E**”表示。電場是一個向量量,因為它既有大小又有方向。
高斯定律和法拉第電磁感應定律描述了電場的行為。在數學上,電場可以定義為單位電荷的電場力,即
$$\mathrm{\mathit{E\, \mathrm{=}\, \frac{F}{Q}}}$$
電場強度的單位為**牛頓/庫侖**。電場的方向被認為是作用在正電荷上的力的方向。電荷周圍的電場用虛線表示。電場線表明電場從正電荷徑向向外,從負電荷徑向向內。
什麼是磁場?
磁鐵周圍的空間,其磁極在其中表現出吸引或排斥力,稱為**磁場**。當電荷在空間或導體中運動時,它們也會產生磁場。
因此,磁鐵和運動的電荷在其周圍產生磁場,用稱為**磁力線**的虛線表示。由於磁場既有大小又有方向,因此它也是一個向量量。磁場的強度稱為**磁場強度**,用“**H**”表示。但是,在數學上,磁場是用磁通密度來衡量的,用**B**表示,表示為:
$$\mathrm{\mathit{B\, \mathrm{=}\, \frac{\phi }{A}}}$$
磁通密度的單位是**特斯拉**或**韋伯/米2**。磁鐵外部的磁力線方向是從北極到南極,磁鐵內部是從南極到北極。
電場和磁場的區別
下表重點介紹了電場和磁場之間的關鍵區別:
引數 | 電場 | 磁場 |
---|---|---|
定義 | 帶電粒子周圍的區域,所有其他電荷在其中都會受到吸引或排斥力的作用,稱為電場。 | 磁場是磁鐵周圍的區域,其磁極在其中表現出吸引或排斥力。 |
測量 | 電場的測量稱為電場強度或電場強度。 | 磁場的測量稱為磁場強度或磁場強度。 |
表示 | 電場用“**E**”表示。 | 磁場用“**B**”表示。 |
表示式 | 電場強度由$\mathrm{\mathit{E\, \mathrm{=}\, \frac{F}{Q}}}$給出。 | 磁場(或磁通密度)由$\mathrm{\mathit{B\, \mathrm{=}\, \frac{\phi }{A}}}$給出。 |
測量單位 | 電場的測量單位為牛頓/庫侖或伏特/米。 | 磁場(即磁通密度)的單位為特斯拉或韋伯/平方米。 |
產生原因 | 電場是由電荷引起的,可能是靜止的或運動的。 | 磁場是由磁鐵或運動電荷產生的。 |
場線方向 | 電場線從正電荷開始,在負電荷結束。 | 磁力線在磁體外部從北極到南極移動,在磁體內部從南極到北極移動。 |
迴路形成 | 電場線不形成閉合迴路。 | 磁力線形成閉合迴路。 |
測量儀器 | 為了測量電場強度,使用靜電計。 | 磁強計用於測量磁場強度。 |
在電磁場中的運動 | 電場垂直於磁場。 | 磁場垂直於電場。 |
力 | 電場對電荷產生的力與電荷成正比。 | 磁場產生的力與磁極強度(如果是磁鐵)或電荷和電荷的速度(如果是電磁學)成正比。 |
無功功率(單位為 VAr) | 電場產生無功功率,如在電容器中。 | 磁場吸收無功功率,如在電感器中。 |
極性 | 電場可以具有單極(由於單個電荷)或偶極(由於兩個電荷)。 | 磁場總是具有偶極。磁鐵的單個磁極不能存在。 |
維度 | 電場存在於二維空間中。 | 磁場存在於三維空間中。 |
對粒子的功 | 當帶電粒子進入電場時,電場可以透過改變速度或方向或兩者來影響粒子,即電場可以對粒子做功。 | 磁場不能對粒子做功。當粒子進入磁場時,磁場不能透過改變其速度或方向來影響粒子。 |
結論
從以上討論中,我們可以得出結論,磁場和電場都是向量量,既有大小又有方向。在本文中,我們重點介紹了電場的關鍵特徵以及它與磁場的區別。