電磁力

電磁力 是 電荷、電流在電磁場中所受力的總稱。也有稱載流導體在磁場中受的力為電磁力，而稱靜止電荷在靜電場中受的力為靜電力。電磁力是在帶電荷的粒子之間引起的力；它是四種基本力中第二強的力。

電工中所關注的電介質在電磁場中受到的有質動力也是電磁力。電機中起主要作用的力通常是磁場作用在鐵質電樞上的有質動力，而不是載流導體上受的力。電樞上受的有質動力可以運用虛位移方法由外源供能、場能、機械功的平衡式導出。

基本介紹

• 中文名：電磁力
• 外文名：electromagnetic force
• 別名：靜電力
• 定義：電荷電流在電磁場中所受力的總稱

定義

代表：電力，磁力

電磁力是自然界中的4種基本力之一

證明

庫侖定律和安培實驗表明：電荷在電場中受到庫侖力;電流在磁場中受到安培力。電荷量為q的點電荷在電場強度為E的電場中受到的作用力即庫侖力是

Fe=qE　(1)

電流元Idl在磁通密度為B的磁場中受到的磁力即安培力由安培分式表示

dF=Idl×B　(2)

一個載電流的導體迴路l所受的力便可由上式沿迴路l的積分得到

(3)

電荷量為q的點電荷以速度v在磁場中運動受到的磁力稱為洛倫茲力，為

F=qv×B　(4)

運動電荷所受洛倫茲力的方向總是與運動速度垂直，所以洛倫茲力對運動電荷所做的功恆為零。當電場、磁場同時存在時，運動電荷受到的洛倫茲力即為

F=q(E+v×B)　(5)

當電荷以體密度ρ分布時, 電磁力的體密度即為

f=ρ(E+v×B)　 (6)

由式(5)或式(6)所表示的洛倫茲力的公式和麥克斯韋方程組是經典電動力學的基礎。

電磁炮工作原理

電介質在電場中因極化出現束縛電荷而受到電場力；磁介質在磁場中因磁化出現分子電流而受到磁力。這些力又稱介質力（本質上也都是洛倫茲力）。其中一部分為介質本身所承受的為內應力；另一部分為材料總體上淨餘的力，稱為電磁有質動力。電工中所關注的是有質動力。在電機中通常起主要作用的力是磁場作用在鐵質電樞上的有質動力，而不是載電流的導體上受的力。因為導體常置於槽內，槽中的磁通密度很小，載流導體受力很小。在靜電場中，假定不存在電滯那樣的現象，則一帶電體受到的電場力在廣義坐標g方向的分量fg與靜電場的能量We,有以下關係

電磁力

(7)

由上式可見, 保持電場中的各電荷不變的條件下，帶電體的受力有某一方向的分量時，則沿該方向的移動必導致電場能量減少。由此可以判斷物體的受力方向。當保持電場中各導體電位不變在電場中的介質都是線性的情形下，還有

(8)

可見帶電體受力有某一方向的分量時，則沿該方向的移動將導致電場能量增加。

對於磁場中的載流迴路所受的力，有與式(7)、(8)相似的公式。假定不存在磁滯那樣的現象，載流迴路所受的力在廣義坐標g方向的分量可表示為

(9)

式中Wm是磁場的能量。在磁介質為線性的情形下，還有

(10)

在運用場能對廣義坐標的偏導數計算物體的受力時，需要有以各廣義坐標g表示的場能的函式式,而這就需要知道場的分布。

套用

在現今工程技術能夠實現的條件下，可以產生強磁場和大電流，從而獲得強大的磁力，但卻難以獲得大量的靜電荷和強電場以產生強大的靜電力。幾乎所有的電動機都是靠磁力驅動的。而一些靜電儀器、電子管器件、靜電除塵裝置等，則是以靜電力來實現其功能的。

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