电场和磁场的区别
空间中由电荷运动引起的特性称为**电磁场**。电磁场有两个组成部分,即:
电场
磁场
静止的电荷在其周围空间中只会产生电场。如果电荷在运动,那么它也会产生磁场。电场和磁场相对于电磁场的原因(即运动电荷)占据不同的平面。
因此,电场和磁场之间的一个主要区别是,电场是由静止的电荷产生的,而磁场是由运动的电荷(或磁铁的两极)产生的。
下表重点介绍了磁场和电场之间的许多其他差异。我们还添加了电场和磁场的简短描述,供您参考,这有助于您了解它们之间的区别。
什么是电场?
带电粒子周围的物理场,所有其他电荷在这个场中都会受到吸引或排斥力的作用,称为**电场**。电场是由电荷或随时间变化的磁场产生的。电荷周围电场的强度称为电场强度,用“**E**”表示。电场是一个矢量量,因为它既有大小又有方向。
高斯定律和法拉第电磁感应定律描述了电场的行为。在数学上,电场可以定义为单位电荷的电场力,即
$$\mathrm{\mathit{E\, \mathrm{=}\, \frac{F}{Q}}}$$
电场强度的单位为**牛顿/库仑**。电场的方向被认为是作用在正电荷上的力的方向。电荷周围的电场用虚线表示。电场线表明电场从正电荷径向向外,从负电荷径向向内。
什么是磁场?
磁铁周围的空间,其磁极在其中表现出吸引或排斥力,称为**磁场**。当电荷在空间或导体中运动时,它们也会产生磁场。
因此,磁铁和运动的电荷在其周围产生磁场,用称为**磁力线**的虚线表示。由于磁场既有大小又有方向,因此它也是一个矢量量。磁场的强度称为**磁场强度**,用“**H**”表示。但是,在数学上,磁场是用磁通密度来衡量的,用**B**表示,表示为:
$$\mathrm{\mathit{B\, \mathrm{=}\, \frac{\phi }{A}}}$$
磁通密度的单位是**特斯拉**或**韦伯/米2**。磁铁外部的磁力线方向是从北极到南极,磁铁内部是从南极到北极。
电场和磁场的区别
下表重点介绍了电场和磁场之间的关键区别:
参数 | 电场 | 磁场 |
---|---|---|
定义 | 带电粒子周围的区域,所有其他电荷在其中都会受到吸引或排斥力的作用,称为电场。 | 磁场是磁铁周围的区域,其磁极在其中表现出吸引或排斥力。 |
测量 | 电场的测量称为电场强度或电场强度。 | 磁场的测量称为磁场强度或磁场强度。 |
表示 | 电场用“**E**”表示。 | 磁场用“**B**”表示。 |
表达式 | 电场强度由$\mathrm{\mathit{E\, \mathrm{=}\, \frac{F}{Q}}}$给出。 | 磁场(或磁通密度)由$\mathrm{\mathit{B\, \mathrm{=}\, \frac{\phi }{A}}}$给出。 |
测量单位 | 电场的测量单位为牛顿/库仑或伏特/米。 | 磁场(即磁通密度)的单位为特斯拉或韦伯/平方米。 |
产生原因 | 电场是由电荷引起的,可能是静止的或运动的。 | 磁场是由磁铁或运动电荷产生的。 |
场线方向 | 电场线从正电荷开始,在负电荷结束。 | 磁力线在磁体外部从北极到南极移动,在磁体内部从南极到北极移动。 |
回路形成 | 电场线不形成闭合回路。 | 磁力线形成闭合回路。 |
测量仪器 | 为了测量电场强度,使用静电计。 | 磁强计用于测量磁场强度。 |
在电磁场中的运动 | 电场垂直于磁场。 | 磁场垂直于电场。 |
力 | 电场对电荷产生的力与电荷成正比。 | 磁场产生的力与磁极强度(如果是磁铁)或电荷和电荷的速度(如果是电磁学)成正比。 |
无功功率(单位为 VAr) | 电场产生无功功率,如在电容器中。 | 磁场吸收无功功率,如在电感器中。 |
极性 | 电场可以具有单极(由于单个电荷)或偶极(由于两个电荷)。 | 磁场总是具有偶极。磁铁的单个磁极不能存在。 |
维度 | 电场存在于二维空间中。 | 磁场存在于三维空间中。 |
对粒子的功 | 当带电粒子进入电场时,电场可以通过改变速度或方向或两者来影响粒子,即电场可以对粒子做功。 | 磁场不能对粒子做功。当粒子进入磁场时,磁场不能通过改变其速度或方向来影响粒子。 |
结论
从以上讨论中,我们可以得出结论,磁场和电场都是矢量量,既有大小又有方向。在本文中,我们重点介绍了电场的关键特征以及它与磁场的区别。