我們(men) 知道,給一根導線通電以後,導體(ti) 周圍就會(hui) 產(chan) 生磁場。那麽(me) 磁場的產(chan) 生原因和機製又是什麽(me) 呢?
原因
導線通電後,不僅(jin) 線路兩(liang) 端之間會(hui) 產(chan) 生電位差,而且導體(ti) 兩(liang) 端內(nei) 任何前後間隔位置之間都存在著相對而言的電位差。這裏的電位差應該是導體(ti) 前後位置上的電荷量不均衡所帶來的趨勢力差,趨勢力再去誘發電流中一部分電子在導體(ti) 外部空間構成磁力線回路,以解決(jue) 電位差帶來的電荷力不平衡問題。於(yu) 是導體(ti) 周圍就形成了由磁力線組成的回路場,並且回路磁場的正極與(yu) 電流方向一致。
這裏需要說明一點是:導體(ti) 為(wei) 直線時,根據右手定則可知,大拇指所指方向為(wei) 電流方向,四指彎曲所指方向為(wei) 磁場方向,這裏的磁場方向不代表磁極方向。關(guan) 於(yu) 磁極方向,可以從(cong) 導線彎曲的繞組(下圖)中看出,大拇指所指方向則為(wei) 磁場的磁極方向。即正極(N極)
機製
導線通電後,電流的正極(N)總是處於(yu) 導線的前端位置,而負極總是在正極的後麵。這樣電流在整個(ge) 導體(ti) 的回路上,任何前後位置之間總是存在著正負極之間的電位差。比如一根長100厘米的導線,電流從(cong) 導線內(nei) 的S極流向N極,N為(wei) 正極。正極的電荷疊加量總是高於(yu) 負極。於(yu) 是,從(cong) 導線負極0點開始,每向正極增加一段距離,比如10厘米,其負極0點位到10厘米的相位之間就會(hui) 存在電荷量差異。即導線10厘米處的電荷量高於(yu) 起始0點位的電荷量。這是因為(wei) ,電荷趨勢力大小,取決(jue) 於(yu) 兩(liang) 端(相位差)的電荷量多少的程度。電荷量(電子趨勢力疊加得到)多的一側(ce) ,電子有流向電荷量少一側(ce) 的內(nei) 在趨勢力作用。這種電荷差的存在就會(hui) 誘發出一部分電流電子在10厘米處提前離開導線,迫不及待地在導線周圍空間構建起磁力線(電子線)並回旋到低電位的0點位置。來彌補負極0點位置處的電荷量不足,以求得它的電荷力平衡。而在導線10厘米一直到100厘米處的任何一個(ge) 位置電荷量差異點上,它們(men) 都一樣存在著這種情況,於(yu) 是就形成了導體(ti) 周圍的磁場。
上述這個(ge) 過程之情形隻是為(wei) 了舉(ju) 例說明問題,事實上並非磁力線回路總是在導線上取10厘米距離來構成回旋磁場,而是在任意前後位置的兩(liang) 點間都多多少少地存在著以電子為(wei) 原材料來構成磁場的情況。導線周圍磁場有類似於(yu) 磁鐵和地球周圍磁場的情形。
最後還要說明一點的是。磁場中的磁力線並非是虛構出來的線,它是實實在在由電子按照異性相吸所連接成的電子線。
上述關(guan) 於(yu) 導線通電後為(wei) 什麽(me) 它周圍能產(chan) 生磁場,還隻是個(ge) 理論分析,如有不合理或錯誤之處,敬請大家批評指正。