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在线元矢量dl和电流元Idl平行时,α=0,线元位置的磁场(3)、(4)式重新退化为(1)、(2)式,比如我们对Idl进行无限长积分,即θ由0积分到π,就得到 其中d为线元dl和无限长载流直导线的距离。
这就是在完全对称情况下,无限长直导线外部任意一点磁场的公式计算结果。它和现有理论计算的结果是一致的:没有平行分量。 |
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在线元矢量dl和电流元Idl平行时,α=0,线元位置的磁场(3)、(4)式重新退化为(1)、(2)式,比如我们对Idl进行无限长积分,即θ由0积分到π,就得到 其中d为线元dl和无限长载流直导线的距离。
这就是在完全对称情况下,无限长直导线外部任意一点磁场的公式计算结果。它和现有理论计算的结果是一致的:没有平行分量。 |
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更正【480楼】最后一行 dBh=h(μ0/4πr^2)sinαcosθIdl…………(4) 为 dBh=h(μ0/4πr^2)cosαcosθIdl…………(4) |
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能够正确理解磁场的人不多。我经过多少次的实验得知:长直螺线管,不仅是螺线管内中间段的磁场最强,而且螺线管的外部磁场强度也是中间段最强!这和长直螺线管外磁场强度为零的说法完全不同。
我们知道,具有两个磁极的磁铁两端磁性最强,能吸引铁屑等铁磁物质,而磁铁棒中段的磁性很弱或全无,任何铁屑都不吸引,这是磁场的另一种假象。两极能够吸引铁磁质物质是因为两极端面的磁场电流是圆电流,它能在铁磁物质中极化出圆形的偶极子极化排列,因此它们能够相互吸引。磁铁棒的中段侧面由于没有旋转的圆电流,它对外显示的总是面电流。面电流不能对铁磁物质进行磁化,因此不能形成对铁磁物质的吸引。
但是,面电流形成的面磁场却对已极化的电流有作用。笔者亲自将一很长的磁铁棒的中段放置在示波器示波管的瓶颈上,实验表明,磁铁棒的中段对电子束的引力(或斥力)最大,在磁铁棒中段形成吸引尖峰。
磁场的性质不同,对物质的作用效果就不同。A-B效应也是磁铁中段(或长直螺线管中段)对行进中电子的影响最大,这都是面磁场的作用。
密绕螺线环外也有磁场,这不是绕制工艺问题,而是磁场的原理问题。在通电导线周围,总存在磁场。长直密绕螺线管和密绕螺线环磁场都集中在内部,是一种完全错误的判断。即使你们把长螺线管和螺线环用一层层的漆包片整体绕成、没有一丝一毫间隙,这些外部磁场总存在。外面的磁场叫做面磁场,是面电流产生的磁场。它具有和环形磁场不同的性质,它对铁磁性物质的极化能力极低,这就涉及到铁磁质磁化的机理了。铁磁物质中,有一种自发磁化(极化)的分子环流,这是一种分子内能量降到很低的一种结合形式。因分子电流环上的各个极化电子都把自己的极性和分子内部其它电子的极性串联成闭环,把偶极子的极性都闭合了,隐藏了大部分的电性,这个分子团和其它分子团之间的电性就减少了很多,这些分子团之间的相互制约程度就减少了,它们就能够比较容易地翻身、旋转、容易被外部环形极化电流所磁化成环行方向一致。它们暴露给外部的是环行极化排列,比如分子团有10个外围电子,这10个电子的自旋方向一致排成一列,然后弯曲,闭合成环。每个电子的N极连接相邻电子的S极。这样形成的闭环极化,很容易受到外部环形电流的再极化,很容易把分子环流理顺,因为外部闭环电流也是闭环极化的。这样被极化的铁磁物质和磁场就很亲,磁场就能吸引铁磁质,因此环形电流就表现出很大的磁化能力。而对于导线中的面电流,属于电子的线极化,它不对环形的安培分子电流构成再极化,因此它对待铁磁质的效果就如同对待顺磁质物质一样,没有多少理顺分子电流环行方向的再极化能力。因此,螺线管、螺线环外的铁磁性物质没有像螺线环内部的铁磁性物质那样有成千上万倍的附加磁化,但是传导电流产生的原磁场一点不少,安培分子电流等效出的面电流也一点不少,根本不是磁场都跑到螺线管、环内部去了。那种管外、环外的磁场都被内部磁路的铁芯吸引进去了的说法是根本错误的。这种错误我在几年前就早已经指出过了。
电子不同的极化排列,对应有不同的作用力表现,这是我早已阐明了的。这是我诠释物理的一个最基本的法宝,也是迄今为止最有效的解释力的性质的工具。这个科学理念是独一无二的。除了对电流产生的这两种性格各异的磁场解释到位外,我用旋转物体力致极化产生辐状极化磁场阐述万有引力也是处处解释得通的。分子、原子、电子以至于更小的场物质颗粒(目前还不知道它的质量)都可被极化,极化就伴随着力。力的性质取决于极化的方式。 |
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按照我的理论,平行于载流导线的运动电子(异偶极子),会受到平行分力。这个分力在一般情况下会因为磁场的对称分布而互相抵消掉,所以人们很难察觉。
现在我人为地把这个分力放大,我让垂直于载流导线的磁场分量互相抵消,让平行于磁场的分量得到增强,能不能做到呢?
通电密绕螺线环是我们最常见的,不管它有没有铁芯,它的圆电流截面都是被封闭起来的,它对外部的作用只表现为面电流的作用。
在密绕螺线环的中轴线上,磁场垂直分量的矢量和为零,但平行分量却是各匝导线产生的分力之和。因此,若一个被电场极化了的电子,沿着这条中轴线试图通过通电密绕螺线环轴心,就会遇到轴线方向平行的力。 |
| 把闭环螺线环的线圈两端通过一个电流表连接到一个电阻器和电压表上,当我沿螺线环的轴线向环内射入一束电子,该电子束一定会减速,你们也一定会发现电流表和电压表都会动作,这就是电流互感器的原理。电阻流过电流一定释放能量,这能量就要来自轴线对电子束的对抗。电子束降低极化能,获得减速,其能量就是通过轴向平行的安培力作用给了导线,导线再把电能消耗到电阻上。不能想象电子束会毫发无损通过螺线环轴心却能发电,因此电子束做功发电,就一定受到的是轴向安培力。 |
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对【490楼】说: 两个同性电流同向运动时,它们磁场的接触处磁力线的方向是相反的,所以应该是相斥。 |
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对【492楼】说:
同向电流互相吸引,不是相斥。就按照两导线间磁场旋转相反的方式理解,也是互相抵消此处的场强。按照我的场势能最小原理,两导线向减少中间磁场势能的方向受力运动。
我再举个例子,你俯视你面前的一个水平的电流环路〇,电流逆时针流动。在上面平行放置一段通电导线I,电流由你下眼皮方向流向上眼皮方向。I和〇组合形成一个Φ。根据右手定则,〇所产生的磁场在〇内是指向你眼睛的“点”,你再用左手定则判断导线段I的受力,你伸出左巴掌,手心向下,让那些“点”穿过手心,四指指向上眼皮方向,也就是导线段I中电流的方向,那你的大拇指一定指向导线右边。这就是导线段I的受力方向。
你再分析一下,I左边的“(”半圈电流和I的电流是反向,它和导体I相斥,力向右推;I右边的“)”半圈电流和I的电流是同向的,它和导体I相吸,是向右拉的力。这一推一挽,形成导体I的总受力向右。
是你记忆出偏差了。 |
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我的495楼希望你仔细看一下。我认为推理没有错。但是两根同向的导线互相吸引也是事实。可是在一根导线里,同向前进的电子都只在导线表面,当中是没有电流的,表现出了同向电流相斥的情况,这也是事实。
这两个矛盾的事实我以为可能与电子的运动方式有关,可能电子在导线里的运动轨迹是弹簧状,于是会发生这种情况。具体细节我还要考虑。 |
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对【500楼】说:
你的问题我明白,你说的是导线的集肤效应,这是导线中流过的是交流电流且频率越高越显著的事情,这和本主题的通稳恒直流电流相互之间受的安培力不是同一个问题。 如果你对集肤效应有新感悟,你可以另外开题讨论。 |
| 1969年9月,我在北京刚上小学四年级的第一天,班主任张延秋(女)就通知我明天不要来上学了,第二天我和两个弟弟就随母亲下放到农村去了,到农村后八年多就没有再上学。直到恢复高考的第二年我才重新踏进教室。在八年多的劳动中,我一直没放弃过自己的爱好,订阅《无线电》、《无线电快报》等刊物看,省吃俭用积攒下几个钱依然还是买电子元件玩。我那时开手扶拖拉机,经常出外,离村30里有4毛钱补助、80里有8毛钱补助。攒下的零钱就用于我的特殊消费。而纯挣工分的社员则年终扣除掉口粮钱才能得到一点点结余。我14岁时就能制造发报机、对讲机了,还能遥控一些东西。后来我也经常给当地老乡修理半导体,这就是只有小学三年级学历的我的能力。人们起初只知道我喜欢这些,天天大队的高音喇叭播中央电台的节目,声音很大,很烦人。有一天我做成了一个干扰机,大喇叭那里正在播放,我把我的发射频率调谐到电台的频率,大喇叭立刻就怪叫起来,广播室的人和老乡都很奇怪,他们找了很久,突然想到我,就到我家来了,正好抓了个现行,我正在那里调试呢!当然他们也没惩罚我,只是要我以后不要干扰广播了。这个事情后来当了村支书的付金苹女士最清楚,此女士现在健在,前几年我返乡时还坐在一起吃饭呢。后来十里八乡的人就都知道东樊各庄有个王普霖了,不但峪口公社知道,全平谷县差不多都知道,后来越传越玄乎。有一年我去东高村(平谷县城东十几里,我是在平谷西北30里)去拉东西,遇到一个当地人,知道我是东樊各庄过来的,还问我是不是曾经把村里的机井控制了呢?大意是“我当大队的电工,小麦浇地要用水,可是机井没启动,后来人们到我家看我在趟在炕上睡觉,问我为什么不去开机井?我回答他们那机井开着呢,不信让他们去看。他们再回去一看,机井早就开着呢。他们说是他们从我家走后我遥控开的。”。其实此事并不真实,我从来没当过大队电工,从来没管过开机井,也从来没有机会对机房电路进行改造。那都是以讹传讹的谣传了。但事实上当时我有遥控的能力,还对别人演示过我的东西,只说过可以用它来控制机井的话。那时我采用的方法是用两种不同频率的音频分别去调制一个高频信号,一个频率的控制合,一个频率的控制分。终端把这两个信号通过继电器得以自保。其实这就是大学无线电专业才学习的频移键控的应用,我那时却是无师自通搞出来的。 |
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找关系。两个电偶极子A和B,A中心在原点(0,0),平行于X轴,方向指向X轴正方向;B在Y轴上(0,r0),方向也是平行于A,即α=0,此时两个电偶极子之间有最大的斥力F=Fm/r0^2。我保持B原地(0,r0)不动,但逆时针旋转一个角度α,它们之间的力就变成了F=Fmcosα/r0^2,AB之间的力和它们的夹角符合余弦关系。0°时斥力最大,180°时引力最大。90°和270°时相互的力为零。
保持B的方向不变,我把它向右平移一个距离l,这时两电偶极子之间的距离r^2=r0^2+l^2,于是力就变成了F=(Fmcosα/r^2),其中r^2=r0^2+l^2,这时垂直于A方向的力可由F=(Fmcosα/r^2)分解出Fv=(Fmcosα/r^2)sinθ、平行于A方向的力可由F=(Fmcosα/r^2)分解出Fh=(Fmcosα/r^2)cosθ,其中sinθ=r0/√(r0^2+l^2),cosθ=l/√(r0^2+l^2)。很明显物理学家只采用了垂直分量Fv,忽略了平行分量Fh。也许是疏忽,也许是对安培力性质认识 不到位,导致了长期以来安培力总垂直于导线的错误说法统治着物理。 |