电场与磁场之间的单位关系
电场与磁场关系的描述:
运动电荷产生磁场,这一点已毫无疑问。再跟据相对性原里,即使是静止的电荷,只要另选一个相对运动的座标系为参考系,该电荷也是运动的,就也会产生磁场,以上得出:无论电荷是否运动,都会产生磁场。即:有电场一定有磁场。由安培假说(以广泛证明),磁场是由运动点荷产生的,也就是挑明了磁场离不开电场,即:有磁场必然有电场。
综上所述,有电场必然有磁场,有磁场必然有电场,二者相互依存,不可分割。
电场与磁场的特点:
相同点:电场和磁场均为矢量场,即都具有大小和方向。
不同点:电场为有源场,即散度不为零,磁场为无源场,散度为零。
电场不存在闭合的电场线,即电场是无旋场。磁场总是存在闭合的磁场线,即磁场为有旋场。
电场有源性的推理:存在点电荷,即单极电场(正电场和负电场)。
磁场无源性的推论:不存在磁荷,即没有单极磁子。
电场与磁场的换算关系:
磁场强度H单位时安培/米,磁感应强度B单位是特斯拉或高斯,且B=μH(1),其中1特斯拉=10000高斯。
电场强度E单位是伏特/米或牛顿/库伦,因为电场与磁场垂直,且?0E2= μ0H2(2)。
因为在空气中的磁场强度与磁感应强度的值很接近,所以空气中的磁导率μ为1,又因为在真空中的磁导率μ0为4π*10-7N/A2,真空中的介电常数?0为(1/36π)*10-9F/M。
所以由公式(1)得出B=H,又因为W/M2=(V/M)*(I/M)=E*H(3),而真空中的介电常数和磁导率已知,所以又可以由公式(2)和(3)得出,E=377H=377B(4)。
将公式(4)代入公式(3)即可得出,功率密度S=B2*377
其中功率密度S的单位为瓦/平方米;磁感应强度B单位为特斯拉。
1特斯拉=103毫特斯拉=106微特斯拉=109纳特斯拉
1瓦/平方米=106微瓦/平方米=100微瓦/平方厘米
1瓦/平方米=19.42伏/米(E)=0.0515安/米(H)=0.0647微特斯拉(B)
所以,1微瓦/平方厘米约等于0.647纳特斯拉,1伏/米=3.332纳特斯拉,1安/米=1.256微特斯拉。
所以说电和磁是一对孪生兄弟,变化的电流可以产生磁场,变化的磁场也可以产生电场,二者是分不开的。自从电磁感应现象及其规律发现以来,人类对自然的认识和利用进入了新的阶段,电能的使用极大地改变了人类的生活。