电场磁场公式概念对比

磁场电场类比

一磁场强度

磁场强度在历史上最先由磁荷观点引出。类比于电荷的库仑定律，人们认为存在正负两种磁荷，并提出磁荷的库仑定律。单位正点磁荷在磁场中所受的力被称为磁场强度H。后来安培提出分子电流假说，认为并不存在磁荷，磁现象的本质是分子电流。自此磁场的强度多用磁感应强度B表示。但是在磁介质的磁化问题中，磁场强度H作为一个导出的辅助量仍然发挥着重要作用。

磁荷意义下，磁场强度的定义为：

与电场强度类似。

在介质中，磁场强度则通常被定义为：

式中为磁化强度。

在国际单位制（SI）中，磁场强度的单位为安[培]/米（）量纲为；在高斯单位制（CGS）中磁场强度单位是奥[斯特]（）。1安/米相当于奥。

简易定义：把磁场中某点磁感应强度B与介质磁导率μ的比值叫作该点的磁场强度。

磁场强度由磁感应强度与磁导率定义而来，起辅助作用，重要的是理解后两者。

介质中的磁场强度

在恒定磁场中磁场强度的闭合环路积分仅与环路所链环的传导电流有关而不含束缚分子电流，即

在真空中，磁场强度

麦克斯韦方程组

在时变电磁场中，磁场强度的闭合环路积分与环路所链环的全电流有关，但仍不包括束缚分子电流，即

全电流由传导电流与位移电流组成。此式的微分形式为

式中为传导电流密度；为电位移矢量的时间变化率，即位移电流密度，其面积积分为

。

磁路中磁场强度的计算公式

磁场强度的计算公式：

其中H为磁场强度，单位为A/m；N为励磁线圈的匝数；I为励磁电流（测量值），单位为A；Le为测试样品的有效磁路长度，单位为m。

二磁位差

恒定磁场中无传导电流分布的空间区域内两点a与b之间的标量磁位之差（又称磁位降）。记为U m。

它与静电场中的电位差相似。其定义为H为沿ab曲线长度元dl处的磁场强度。在国际单位制(SI)中，磁位差的单位为安(A)

三磁通[量]

通过给定有向面S的磁感应强度B的通量。

中文名称：磁通[量]；英文名称：magneticflux；定义：通过给定有向面S的磁感应强度B的通量。

设在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个面积为S且与磁场方向垂直的平面，磁感应强度B与面积S的乘积，叫做穿过这个平面的磁通量，简称磁通。标量，符号“Φ”

四磁感应强度（也称磁通密度）

这个物理量之所以叫做磁感应强度，而没有叫做磁场强度，是由于历史上磁场强度一词已用来表示另外一个物理量了，区别：磁感应强度反映的是相互作用力，是两个参考点A与B之间的应力关系，而磁场强度是主体单方的量，不管B方有没有参与，这个量是不变的

定义方法

电荷在电场中受到的电场力是一定的，方向与该点的电场方向相同或者相反。电流在磁场中某处所受的磁场力（安培力），与电流在磁场中放置的方向有关，当电流方向与磁场方向平行时，电流受的安培力最小，等于零；当电流方向与磁场方向垂直时，电流受的安培力最大。

点电荷q以速度v在磁场中运动时受到力f 的作用。在磁场给定的条件下，f的大小与电荷运动的方向有关。当v 沿某个特殊方向或与之反向时，受力为零；当v与这个特殊方向垂直时受力最大，为Fm。Fm与|q|及v成正比，比值与运动电荷无关，反映磁场本身的性质，定义为磁感应强度的大小，即。B的方向定义为：由正电荷所受最大力Fm的方向转向电荷运动方向v 时，右手螺旋前进的方向。定义了B之后，运动电荷在磁场B 中所受的力可表为F= QVB，此即洛伦兹力公式。

除利用洛伦兹力定义B外，也可以根据电流元Idl在磁场中所受安培力df=Idl×B来定义B，或根据磁矩m在磁场中所受力矩M=m×B来定义B，三种定义，方法雷同，完全等价。

磁感应强度公式。

B=F/IL=F/qv=E/Lv =Φ/S

F：洛伦兹力或者安培力

q：电荷量

v：速度

E：感应电动势

Φ（=ΔBS或BΔS，B为磁感应强度，S为面积）：磁通量

S：面积

定义式及量纲

定义式F=ILB

表达式B=F/IL

量纲

在国际单位制（SI）中，磁感应强度的单位是特斯拉[2]，简称特（T）。在高斯单位制中，磁感应强度的单位是高斯(Gs )，1T=10KGs等于10的四次方高斯。由于历史的原因，与电场强度E对应的描述磁场的基本物理量被称为磁感应强度B，而另一辅助量却被称为磁场强度H，名实不符，容易混淆。通常所谓磁场，均指的是B。

B在数值上等于垂直于磁场方向长1 m，电流为1 A的导线所受磁场力的大小

B= F/IL (F=BIL而来)

注：磁场中某点的磁感应强度B是客观存在的，与是否放置通电导线无关，定义式F=BIL中要求一小段通电导线应垂直于磁场放置才行，如果平行于磁场放置，则力F为零

常用计算式编辑

无限长载流直导线外

其中，，为真空磁导率。r为该点到直导线距离。

圆电流圆心处

其中，r为圆半径。

无限大均匀载流平面外

其中，α是流过单位长度的电流。

一段载流圆弧在圆心处

其中，φ是该圆弧对应的圆心角，单位为弧度。

毕奥-萨伐尔定律

Idl表示恒定电流的一电流元，r表示从电流元指向某一场点P的径矢，式中B、dl、r均为矢量。

五磁通链

磁通链就是磁通量乘以线圈的匝数。磁通链代表了单位导体截面通过磁通量的多少，就是磁通的强度。

用符号表示Ψ单位为韦（伯）Wb

Ψ=N(匝数)*B（磁感应强度）*S（面积）

利用回路（粗导线构成）的磁通匝链数，计算了同轴电缆通以低频，高频电流时的自感。

公式

一、F=Φ·R m，Φ=B*S（S为与磁场方向垂直的平面的面积），R m=L/μA（L表示磁路长度，A表示磁路横截面积）。

二、F = N·I，N表示线圈匝数，I表示线圈中的电流大小。

三、F = H·L，(H为磁场强度，与磁密度B和磁路材料等有关）L表示磁路长度。

公式一：作用在磁路上的磁动势F 等于磁路内的磁通量Φ与磁阻R m的乘积。

公式二：通电线圈产生的磁动势F 等于线圈的匝数N 和线圈中所通过的电流I 的乘积，也叫磁通势，磁动势F的单位是安培(A)。

公式三：F是磁场强度H在磁路L上的积分。

感应电机的磁动势为:N-绕组匝数，单位为次数(turns)

?I-绕组中的电流，单位为安培(A)

?Φ-磁通量，单位为韦伯(Wb)

?R m-磁路的磁阻，单位为安培/韦伯(A/Wb)

公式一又被称为霍普金斯定律或磁路欧姆定律.

单位

安培-匝数(At), 国际单位制。代表一匝导线线圈流过1安培电流时所产生的磁势。

吉伯(gilbert或Gi),是IEC1930 [1]提出的单位。属于厘米-克-秒制中的磁动势单位。与安培-匝数定义不同，是一个比安培-匝数稍小的单位。这个单位是以英国物理学家和哲学家威廉·吉尔伯特(1544–1603)的名字命名的。

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