磁效應(yīng)

磁效應(yīng)主要有磁－力效應(yīng)、磁聲效應(yīng)、磁光效應(yīng)、磁熱效應(yīng)和磁電效應(yīng)以及它們的逆效應(yīng)。

電流的磁效應(yīng)

1. 何謂電流的磁效應(yīng)？

a. 電流的磁效應(yīng)（動(dòng)電會(huì)產(chǎn)生磁）：奧斯特發(fā)現(xiàn)：任何通有電流的導(dǎo)線，都可以在其周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)的現(xiàn)象，稱為電流的磁效應(yīng)。

b. 非磁性金屬通以電流，卻可產(chǎn)生磁場(chǎng)，其效果與磁鐵建立的磁場(chǎng)相同。

2. 通有電流的長(zhǎng)直導(dǎo)線周圍產(chǎn)生的磁場(chǎng)。

a. 在通電流的長(zhǎng)直導(dǎo)線周圍，會(huì)有磁場(chǎng)產(chǎn)生，其磁力線的形狀為以導(dǎo)線為圓心一封閉的同心圓，且磁場(chǎng)的方向與電流的方向互相垂直。

b.安培定律：通有電流的長(zhǎng)直導(dǎo)線周圍所建立的磁場(chǎng)強(qiáng)弱，和導(dǎo)線上的電流大小成正比，和導(dǎo)線間的距離成反比。

c. 磁場(chǎng)（或磁力線）的方向：可由右手螺旋定則來(lái)決定。

2. 電流方向：右手握住導(dǎo)線，大拇指指向電流的方向。

3. 磁場(chǎng)（或磁力線）方向：四指所指的方向。

4. 載流螺線管產(chǎn)生的磁場(chǎng)

a. 螺線形線圈相當(dāng)于數(shù)十個(gè)圓盤(pán)形薄磁鐵之N極與S極頭尾相連所形成的磁場(chǎng)，就好像一個(gè)長(zhǎng)圓柱形磁鐵所造成的磁場(chǎng)。

b. 通有電流的螺線形線圈繞得愈緊密，也就是說(shuō)單位長(zhǎng)度內(nèi)的匝

數(shù)愈多，則軸心處的磁場(chǎng)愈強(qiáng)。

c. 螺線形線圈磁場(chǎng)方向的判定【右手螺旋定則變化】：以右手握住線圈，四指彎曲指向電流方向，大拇指所指的方向即為線圈N 極的一端，也就是線圈內(nèi)磁力線的方向。

d. 在線圈內(nèi)部，磁力線的方向是由S極指向N極，離開(kāi)線圈後，磁力線的方向是由N極指向S極。

e. 圈內(nèi)磁場(chǎng)較圈外強(qiáng)。

5. 電磁鐵的原理

a. 將鐵釘（或軟鐵）插入一螺線形線圈內(nèi)部，則當(dāng)線圈通有電流時(shí)，線圈內(nèi)部的磁場(chǎng)將使鐵釘磁化，具有磁性。

b. 鐵釘磁化後所生成的磁場(chǎng)，加上原有線圈內(nèi)的磁場(chǎng)，使得總磁場(chǎng)強(qiáng)度大為增強(qiáng)。

c. 當(dāng)電流切斷時(shí)，線圈及鐵釘?shù)拇判噪S即消失，利用這種方式得到的磁鐵，稱為電磁鐵。

d. 增強(qiáng)螺線管線圈磁場(chǎng)方法【1】增加單位圈數(shù)【2】增強(qiáng)線圈電流【3】放入軟磁鐵

6. 電磁鐵的特性

a. 可藉增大電流及增加線圈數(shù)，使其磁力遠(yuǎn)大于天然磁鐵?？梢缘踹\(yùn)巨大的鋼板或廢棄汽車。安培計(jì)、伏特計(jì)中也有電磁鐵。

b. 通電產(chǎn)生磁性，電流停止則磁性消失，可隨意改變大小和方向，用起來(lái)比永久磁鐵方便。

磁效應(yīng)構(gòu)造

1.線圈（電樞）和鐵芯：以細(xì)漆包線在鐵芯外部纏繞成線圈，以線圈連接轉(zhuǎn)軸可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)。此為電磁鐵。

2.場(chǎng)磁鐵：為永久磁鐵，置于線圈外圍。

3.集電環(huán)（半圓形金屬環(huán)）：漆包線兩端引線各連接在兩個(gè)緊貼轉(zhuǎn)軸的半圓形金屬環(huán)上。

4.電刷：與集電環(huán)微微接觸，電源提供的電流由電刷輸入或自線圈輸出。

磁效應(yīng)原理

1.直流電源流入電磁鐵的線圈中，電磁鐵產(chǎn)生磁場(chǎng)，并與場(chǎng)磁鐵的磁場(chǎng)產(chǎn)生排斥。

2.每轉(zhuǎn)180度，因半圓形金屬環(huán)跳至另一個(gè)電刷，電流方向改變，線圈極性隨之改變，使電磁鐵與外圍磁場(chǎng)始終保持，排斥狀態(tài)，才能讓線圈持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。 在磁場(chǎng)中受力作用轉(zhuǎn)動(dòng)。

物質(zhì)的磁效應(yīng)具有基礎(chǔ)研究的意義，它提供了物質(zhì)結(jié)構(gòu)、物質(zhì)內(nèi)部各種相互作用以及由此引起的各種物理性能相互聯(lián)系的豐富信息。例如磁光效應(yīng)可用來(lái)探測(cè)磁性物質(zhì)內(nèi)磁性電子的躍遷及其能級(jí)；磁電效應(yīng)則反映傳導(dǎo)電子與導(dǎo)致宏觀磁性的電子之間的相互作用。磁效應(yīng)在技術(shù)應(yīng)用中已經(jīng)或正在獲得重要應(yīng)用，為各種需要提供了性能優(yōu)良的新器件、新材料和新手段。 如磁-力效應(yīng)與磁聲效應(yīng)分別用于制造電聲換能器及延遲線；磁光效應(yīng)被用于觀察磁化強(qiáng)度的分布，研制磁光器件及磁光存儲(chǔ)器件；順磁鹽或核磁的絕熱退磁為獲得超低溫的有效手段；磁電阻效應(yīng)則用于檢測(cè)磁場(chǎng)而制成新型磁頭及磁泡檢測(cè)器。在工程技術(shù)上有特殊應(yīng)用的恒彈性材料及低膨脹系數(shù)材料則基于磁-力效應(yīng)及磁熱效應(yīng),均與磁致伸縮效應(yīng)有關(guān)。

磁效應(yīng)：magnetic effects

磁效應(yīng)定義

電流的磁效應(yīng)(通電會(huì)產(chǎn)生磁)：奧斯特發(fā)現(xiàn)，任何通有電流的導(dǎo)線，都可以在其周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)的現(xiàn)象，稱為電流的磁效應(yīng)。

非磁性金屬通以電流，卻可產(chǎn)生磁場(chǎng)，其效果與磁鐵建立的磁場(chǎng)相同。

通有電流的長(zhǎng)直導(dǎo)線周圍產(chǎn)生的磁場(chǎng)：

在通電流的長(zhǎng)直導(dǎo)線周圍，會(huì)有磁場(chǎng)產(chǎn)生，其磁感線的形狀為以導(dǎo)線為圓心一封閉的同心圓，且磁場(chǎng)的方向與電流的方向互相垂直.。

試樣的磁化狀態(tài)，取決于磁化場(chǎng)的強(qiáng)度，而且還與其本身原有的剩余磁化狀態(tài)有關(guān)。因此，在測(cè)試之前，試樣應(yīng)處于磁中性狀態(tài)（O點(diǎn)），也就是去磁狀態(tài)。試樣產(chǎn)生去磁的現(xiàn)象即去磁效應(yīng)。此時(shí)，試樣的磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)該為零，不存在剩磁（Br=0）。穩(wěn)定狀態(tài)在磁滯回線上就應(yīng)該是B和H同時(shí)等于零的點(diǎn) 。2100433B

震磁效應(yīng)是由于某些物質(zhì)有壓磁效應(yīng)或磁致伸縮現(xiàn)象，從而，認(rèn)為不僅大地震發(fā)生后會(huì)在局部地區(qū)出現(xiàn)地磁場(chǎng)的變化，而且在大地震發(fā)生前，由于物質(zhì)遭受不同的擠壓或不同的溫度影響，也會(huì)使物質(zhì)的磁性發(fā)生變化并反映為局部地磁場(chǎng)異常變化。

因此，利用這種變化有可能預(yù)測(cè)大地震。還有人認(rèn)為地震的孕育、發(fā)生和發(fā)展與局部地磁場(chǎng)的變化是有聯(lián)系的，并將這種聯(lián)系統(tǒng)稱為震磁效應(yīng)。為了利用震磁效應(yīng)必須消除外空電流體系變化對(duì)地磁場(chǎng)的影響，大多利用兩個(gè)或兩個(gè)以上地磁臺(tái)（按不同的磁經(jīng)或磁緯選?。┵Y料相減的辦法，來(lái)提取震磁效應(yīng)的“信息” ，進(jìn)行分析預(yù)報(bào)地震。

長(zhǎng)期以來(lái)，磁現(xiàn)象與電現(xiàn)象是被分別進(jìn)行研究的，特別是吉爾伯特對(duì)磁現(xiàn)象與電現(xiàn)象進(jìn)行深入分析對(duì)比后斷言電與磁是兩種截然不同的現(xiàn)象，沒(méi)有什么一致性。之后，許多科學(xué)家都認(rèn)為電與磁沒(méi)有什么聯(lián)系，連庫(kù)侖也曾斷言，電與磁是兩種完全不同的實(shí)體，它們不可能相互作用或轉(zhuǎn)化。但是電與磁是否有一定的聯(lián)系的疑問(wèn)一直縈繞在一些有志探索的科學(xué)家的心頭。

鐵磁性材料受到機(jī)械力的作用時(shí)，它的內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)變，導(dǎo)致導(dǎo)磁率發(fā)生變化，產(chǎn)生壓磁效應(yīng)。 磁材料被磁化時(shí)，如果受到限制而不能伸縮，內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力。同樣在外部施加力也會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力。當(dāng)鐵磁材料因磁化而引起伸縮產(chǎn)生應(yīng)力時(shí)，其內(nèi)部必然存在磁彈性能量。

去磁效應(yīng)一般是在分析電機(jī)負(fù)載時(shí)用得比較多。其主要說(shuō)法是電樞反應(yīng)具有去磁效應(yīng)。意思是負(fù)載電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)與電樞繞組產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向不同，有減弱電樞繞組產(chǎn)生磁場(chǎng)的強(qiáng)度的作用。在分析變壓器工作原理時(shí)，二次繞組電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)對(duì)由一次繞組產(chǎn)生磁場(chǎng)的抵消作用也稱為去磁作用。

若對(duì)電機(jī)和變壓器的原理了解不多時(shí)，也可以從字面上理解，所謂“去磁效應(yīng)”就是產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)與原來(lái)磁場(chǎng)的方向相反，具有抵消原有磁場(chǎng)大小的一種現(xiàn)象。

電流磁效應(yīng)定義

電流的磁效應(yīng)(通電會(huì)產(chǎn)生磁)：奧斯特發(fā)現(xiàn)，任何通有電流的導(dǎo)線，都可以在其周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)的現(xiàn)象，稱為電流的磁效應(yīng)。

非磁性金屬通以電流，卻可產(chǎn)生磁場(chǎng)，其效果與磁鐵建立的磁場(chǎng)相同。

通有電流的長(zhǎng)直導(dǎo)線周圍產(chǎn)生的磁場(chǎng)：

在通電流的長(zhǎng)直導(dǎo)線周圍，會(huì)有磁場(chǎng)產(chǎn)生，其磁感線的形狀為以導(dǎo)線為圓心一封閉的同心圓，且磁場(chǎng)的方向與電流的方向互相垂直.。

電流磁效應(yīng)右手定則1

用右手握住導(dǎo)線，大拇指指向電流的方向(所以必須是直流電，電流的方向，在導(dǎo)線中是由正極到負(fù)極)，其余四指所指的方向，即為磁力線的方向或磁針N極所受磁力的方向。

電流磁效應(yīng)右手定則2

以右手握住線圈，四指指向?qū)Ь€上電流的方向，則大拇指所指即為磁力線方向。

電流磁效應(yīng)磁場(chǎng)的強(qiáng)度1

H(高斯)=2I(安培)/10r(公分)<；==長(zhǎng)直導(dǎo)線

I：系指導(dǎo)線上的總電流，可借著增加線圈的匝數(shù)來(lái)提高導(dǎo)線上的總電流。

r：為與導(dǎo)線間的垂直距離。

*注：地球磁場(chǎng)約0.2高斯。

電流磁效應(yīng)磁場(chǎng)強(qiáng)度2

螺管線圈：管面半徑a，管長(zhǎng)L，線圈總匝數(shù)N，距端面為X的P點(diǎn)

a.空心：X點(diǎn)之磁場(chǎng)

b.若在螺線管內(nèi)塞滿磁鐵性物質(zhì)，除了原有空心線圈所產(chǎn)生的磁場(chǎng)外，另外還得加上這些物質(zhì)磁化后所造的磁場(chǎng)，即總磁場(chǎng)強(qiáng)度(B)應(yīng)為

B=H 4πM=H 4πXH=（1 4πX）H=μH

X：導(dǎo)磁M：磁化強(qiáng)度H：空心線圈之磁場(chǎng)

由上式可知塞有磁性物質(zhì)的螺線管，其所產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度為空心線圈的M倍。一般鐵磁性物質(zhì)的μ值在數(shù)百到數(shù)萬(wàn)之間。