电场

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电场(有时称为电场)是围绕带电粒子并对该场中所有其他带电粒子施加力的物理场,吸引或排斥它们。它还指带电粒子系统的物理场。电场源自电荷和随时间变化的电流。电场和磁场都是电磁场的表现,电磁场是自然界四种基本相互作用(也称为力)之一。 电场在物理学的许多领域都很重要,并在电气技术中得到利用。例如,在原子物理学和化学中,电场是将原子核和电子保持在原子中的吸引力。它也是导致分子之间原子之间化学键合的力。 电...

电场

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电场(有时称为电场)是围绕带电粒子并对该场中所有其他带电粒子施加力的物理场,吸引或排斥它们。 它还指带电粒子系统的物理场。 电场源自电荷和随时间变化的电流。 电场和磁场都是电磁场的表现,电磁场是自然界四种基本相互作用(也称为力)之一。

电场在物理学的许多领域都很重要,并在电气技术中得到利用。 例如,在原子物理学和化学中,电场是将原子核和电子保持在原子中的吸引力。 它也是导致分子之间原子之间化学键合的力。

电场被定义为矢量场,它与空间中的每个点相关联,即施加在该点静止的无穷小正测试电荷上的每单位电荷的(静电或库仑)力。 电场的派生 SI 单位是伏特每米 (V/m),等于牛顿每库仑 (N/C)。

描述

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空间中每个点的电场被定义为如果在该点保持静止,极小的正测试电荷将经历的每单位电荷的力。 由于电场是根据力定义的,而力是矢量(即具有大小和方向),因此电场是矢量场。 可以这种方式定义的场有时被称为力场。 电场在两个电荷之间的作用类似于引力场在两个质量之间的作用,因为它们都遵循距离的平方反比定律。 这是库仑定律的基础,该定律指出,对于静止电荷,电场随源电荷而变化,并与距源的距离的平方成反比。 这意味着如果源电荷加倍,电场也会加倍,如果你离源的距离增加一倍,那一点的电场强度将只有原来的四分之一。

电场可以用一组线来形象化,这些线在每一点的方向都与场的方向相同,这是迈克尔法拉第引入的一个概念,他的术语“力线”有时仍被使用。 这个插图有一个有用的属性,即场的强度与线条的密度成正比。 场线是点正电荷被迫在场内移动时所遵循的路径,类似于质量在引力场中所遵循的轨迹。 由固定电荷引起的场线有几个重要的特性,包括始终源自正电荷并终止于负电荷,它们以直角进入所有良导体,并且它们从不交叉或靠近自己。 场线是一个有代表性的概念; 该场实际上渗透了线条之间的所有中间空间。 根据希望表示字段的精度,可以绘制更多或更少的线。 对静止电荷产生的电场的研究称为静电学。

电场

法拉第定律描述了时变磁场和电场之间的关系。 陈述法拉第定律的一种方式是电场的旋度等于磁场的负时间导数。 在没有时变磁场的情况下,电场因此被称为保守的(即无旋度)。 这意味着存在两种电场:静电场和由时变磁场产生的场。 虽然静电场的无卷曲特性允许使用静电进行更简单的处理,但时变磁场通常被视为统一电磁场的一个组成部分。 时变磁场和电场的研究称为电动力学

数学公式

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电场是由高斯定律描述的电荷和法拉第感应定律描述的时变磁场引起的。 总之,这些定律足以定义电场的行为。 然而,由于磁场被描述为电场的函数,两个场的方程耦合在一起形成麦克斯韦方程,将两个场描述为电荷和电流的函数。

静电学

稳态(静止电荷和电流)的特殊情况下,麦克斯韦-法拉第感应效应消失。

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  1. 电场
  2. 描述
  3. 数学公式
  4. 静电学

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