【48812】电动机与发电机的作业原理是什么？《张朝阳的物理课》带你玩转洛伦兹力公式

  带着网友温习了静电磁学中一系列的重要公式及其使用，接着使用洛伦兹力推导出安培力公式，并评论了电动机的作业原理。随后，持续使用洛伦兹力推导动生电动势与磁通量改动的联系，并指出感生电动势也满意相同的联系式，统称为法拉第电磁感应规律，该规律能够取得麦克斯韦方程组中关于电场旋度的方程，并协助人们制作发电机。

  张朝阳先回忆了最近这几期关于电磁学的内容，麦克斯韦方程组在电磁场不随时刻改动的情况下，可疏忽方程组中关于时刻的偏导项，得到简易的静电磁场方程组，该方程组的解便是库仑规律和毕奥萨伐尔规律，由此能够求出给定稳定电荷密度与电流密度情况下的电磁场。但在对称性较高的情况下，还能够终究靠静态微分方程组的积分方式来高效求得电磁场。使用散度定理，能够从静电磁场方程组得到高斯定理，而使用斯托克斯公式，能得到安培环路定理。

  麦克斯韦方程组描绘电荷怎么样发生电磁场，而洛伦兹力则是描绘电荷怎么遭到电磁场的效果。一个有电流的导线中的电荷沿着导线运动，导线中的电荷也在磁场中运动，会遭到洛伦兹力的效果，但是电荷遭到导线的捆绑，将运动电荷的洛伦兹力求和后就能得到导线遭到的力，称为安培力。使用安培力，以及通电线圈和接口切换设备，就能制作出电动机，将电能转化为机械能。

  给放在磁场中的线圈加电动势发生电流后，线圈会转起来，反之，使放在磁场中的线圈转起来后则会发生电动势。导线在磁场中运动时，其间的电荷也在磁场中运动，会遭到洛伦兹力的效果，沿着导线方向的洛伦兹力会唆使电荷沿导线运动，即会发生电流，这说明了切开磁感线会发生电动势，经过详细核算能够求得闭环线圈的动生电动势等于磁通量随时刻的改动率。实际上，若坚持线圈不变而改动磁场的巨细，也会有感生电动势，而且也等于磁通量随时刻的改动率。感应电动势与磁通量的联系这便是大名鼎鼎的法拉第电磁感应规律，使用它让机械能转化成电能，使得人类能制作出发电机。

  到现在，《张朝阳的物理课》已直播七十余期，内容丰富、掩盖广泛，理论公式由浅入深、繁简融合。从上一年11月敞开第一节物理直播课，他先是从经典物理学开端，科普了牛顿运动规律等；然后从经典物理的“两朵乌云”说起，向近现代物理过渡，探讨了黑体辐射理论中的维恩公式、普朗克公式等常识。

  尔后逐渐进入量子力学范畴，从根底的薛定谔方程等理论内容，到氢原子波函数，再到气体定容比热的温度阶梯，并顺势解说了热力学规律。接着回到了经典物理，推导出飞船运转轨道，预算太阳的结构与性质以及中子星的自转速度，随后解说了陀螺的进动，还核算出月球的潮汐高度。而现在开端解说一些数学东西，预备进军广义相对论。

  《张朝阳的物理课》的直播风格别出心裁：重视推导，经过一步一步翔实的数学核算，推导出相关的物理公式，把每个公式自始至终拆解得非常明晰。