电磁能

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电磁能(Electromagnetic Energy)

目录

什么是电磁能

  电磁能是指电磁场所具有的能量。由于电磁场对电荷有洛伦兹力作用,所以电磁能量可以通过场对运动电荷做功而与其它形式的能量(如热能、机械能等)相互转化。电磁能是能量的重要存在形式,不论是在科学上,还是与我们息息相关的生活中,电磁能都充当着不可缺少的角色[1]

  电磁能的特点是作为一种物质,具有能量和动量,电磁场弥散于全空间,电磁能也应弥散于全空间[2]

电磁能的产生和传输[1]

  电磁场是有内在联系、相互依存的电场和磁场的统一体和总称 。随时间变化的电场产生磁场 , 随时间变化的磁场产生电场,两者互为因果,形成电磁场。电磁场可由变速运动的带电粒子引起,也可由强弱变化的电流引起,不论原因如何,电磁场总是以光速向四周传播,形成电磁波。电磁场是电磁作用的媒递物,具有能量和动量,是物质存在的一种形式。

  在真空和理想绝缘介质内部中,没有能量损耗,电磁波可以无衰减的传播。在导体内,由于有自由电子,在电磁波电场的作用下,自由电子运动形成传导电流,由点流产生的焦耳热使电磁波能量不断损耗。因此,在导体内部的电磁波是一种衰减波。在传播过程中,电磁能量转化为热量。导体内电磁波的传播过程是交变磁场与自由电子运动互相制约的过程,这种互相作用决定导体内电磁波的存在形式。由于有衰减因子,电磁波只能透过导体表面薄层内,因此,有导体存在时的电磁波传播问题一般是作为边值问题考虑的。电磁波主要是在导体以外的空间或介质中传播,在导体表面上,电磁波与导体中的自由电荷相互作用,引起导体表层上的电流。这电流的存在使电磁波向空间反射,一部分电磁能量透入导体内,形成导体表面薄层内的电磁波,最后通过传导电流把这部分能量耗散为焦耳热。电能是现代社会最主要的能源之一。发电机是将其他形式的能源转换成电能的机械设备,它由水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动,将水流,气流,燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机,再由发电机转换为电能。发电机在工农业生产,国防,科技及日常生活中有广泛的用途。

  发电机的形式很多,但其工作原理都基于电磁感应定律和电磁力定律。因此,其构造的一般原则是:用适当的导磁和导电材料构成互相进行电磁感应的磁路和电路,以产生电磁功率,达到能量转换的目的。发电机通常由定子、转子、端盖、机座及轴承等部件构成。定子由机座.定子铁芯、线包绕组、以及固定这些部分的其他结构件组成。转子由转子铁芯(有磁扼.磁极绕组)滑环、(又称铜环.集电环).风扇及转轴等部件组成。由轴承及端盖将发电机的定子,转子连接组装起来,使转子能在定子中旋转,做切割磁力线的运动,从而产生感应电势,通过接线端子引出,接在回路中,便产生了电流。

参考文献

  1. 1.0 1.1 电磁学与能源.电磁学.温州大学精品课程
  2. 第一章 电磁现象的普遍规律.电动力学.山西大同大学精品课程
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93.176.150.* 在 2020年10月8日 03:16 发表

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