電和磁的區別
術語“電”和“磁”的出現可以追溯到幾千年前,並且很長一段時間內,電和磁被認為是兩種不同的、無關的現象。但是,在 1820 年,丹麥物理學家漢斯·克里斯蒂安·奧斯特透過他的實驗發現了電和磁之間的關係。奧斯特在他的實驗中發現,流過導線的電流會使放置在導線附近的磁羅盤的指標發生偏轉。透過這一觀察,他得出結論:電流(或電荷的運動)在其附近的區域產生磁場。
1831 年,邁克爾·法拉第證明變化的磁場會在導體中產生電流。這樣,這些實驗證明了電和磁是兩種相互關聯的現象,從而催生了電磁學的研究。
什麼是電?
電是一個表示能量形式的術語。從技術上講,電是一種由於電荷的積累和運動而產生的物理現象。根據電荷的性質,電可以分為兩種型別,即靜電和電流。
靜電是指由於電荷在物體表面積累而產生的電。它被稱為靜電,因為它是由靜止的電荷引起的。另一方面,由於電荷的流動而存在的電被稱為電流。
什麼是磁?
磁是一種由於電荷的運動而產生的物理現象,導致物體之間產生吸引和排斥。
我們在實踐中觀察到,磁鐵能夠吸引某些特定的物體(由鐵磁材料製成)。正是磁性使磁鐵能夠粘在另一個磁鐵或金屬上。
自然界中存在一些材料表現出自身的磁性,這些被稱為磁性材料。然而,許多科學實驗已經充分證明,流過導線的電流會在其周圍產生磁場。因此,簡單地說,可以認為電流可以產生磁性。
電和磁的區別
儘管電和磁是兩種相互關聯的現象,但磁和電之間存在許多差異,在下表中突出顯示了這些差異:
差異依據 | 電 | 磁 |
---|---|---|
定義 | 電是由電荷的積累或運動引起的物理現象。 | 磁是由電荷的運動引起的物理現象,導致物體之間產生吸引和排斥。 |
原因 | 電荷的積累或運動是電存在的根本原因。 | 磁僅由電荷的運動引起。 |
存在 | 電即使在沒有磁存在的情況下也可以存在,例如靜電或摩擦電。 | 磁永遠不可能在沒有電流(即沒有電荷的運動)的情況下存在。 |
場 | 電產生電場(在靜電和電流中)和磁場(在電流中)。 | 磁只產生磁場。 |
型別 | 電有兩種型別:靜電和電流。 | 磁有兩種型別:天然(或永久)磁性和電磁。 |
電荷/磁極 | 術語“電荷”與電相關。電荷有兩種型別,即正電荷和負電荷。 | 術語“磁極”與磁相關。存在兩個磁極:北極和南極。 |
單極 | 單極存在於電中,這意味著可以單獨存在負電荷或正電荷。 | 單極不存在於磁中,這意味著磁極總是以一對相反的磁極(即北極和南極)的形式出現。因此,在磁性中,只存在偶極。 |
測量儀器 | 有許多裝置可用,例如電流表、電流計、萬用表、靜電場計、金箔驗電器等,用於確定電的存在並測量其強度。 | 一種名為磁力計的裝置用於測量磁性。 |
強度 | 電的強度用電場表示。 | 磁的強度用磁場表示。 |
隔離 | 電荷可以很容易地隔離,即正電荷和負電荷可以分離。 | 磁極不能被隔離。因此,磁極(北極和南極)總是成對存在。 |
應用 | 電的實際應用包括:發光、執行風扇或電機、操作計算機和其他電子裝置等。 | 磁性被用於許多應用中,例如指南針、計算機中的資料儲存、冰箱門、電機、揚聲器等。 |
結論
電和磁是兩種相關的物理現象;它們更像是同一枚硬幣的兩面,因為變化的電(電流)會產生磁,變化的磁會產生電。然而,電和磁之間存在許多差異,如上表所述。
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