安培向量英文解释翻译、安培向量的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【电】 vector-ampere
分词翻译:
安培的英语翻译:
ampere
【化】 ampere
【医】 a.; amp.; ampere
向量的英语翻译:
vector
【计】 V; vector quantity
【医】 vector; vector quantity
专业解析
安培向量(Amperian Vector),在电磁学中是一个重要的辅助矢量,主要用于描述电流分布产生的磁场效应。其核心定义和意义如下:
-
基本定义
安培向量(常用符号A 表示)定义为:空间某点处的安培向量A,其大小和方向代表了该点处由特定电流分布所产生的磁矢位(Magnetic Vector Potential)。它是根据安培定律(描述电流与磁场关系的基本定律)引入的一个辅助物理量。其数学表达式(在静磁学或似稳场中)通常涉及对电流密度J 的积分:
$$
mathbf{A}(mathbf{r}) = frac{mu_0}{4pi} int_V frac{mathbf{J}(mathbf{r}')}{|mathbf{r} - mathbf{r}'|}dV'
$$
其中,$mu_0$ 是真空磁导率,积分遍及整个电流分布区域 $V$,$mathbf{r}'$ 是源点位置矢量,$mathbf{r}$ 是场点位置矢量。
-
物理意义
安培向量A 本身没有直接的物理测量意义(不像电场强度E 或磁感应强度B 那样可以直接测量力),但它是一个关键的计算工具和理论桥梁:
- 磁场的来源:磁场(通常指磁感应强度B)可以通过对安培向量A 取旋度(Curl)得到:
$$
mathbf{B} =
abla times mathbf{A}
$$
这是计算磁场的一种重要方法,尤其在电流分布具有对称性时非常有效。
- 简化计算:在某些情况下(如求解电磁波传播、天线辐射、涡流问题等),直接求解电场E 和磁场B 的方程(麦克斯韦方程组)可能很复杂。引入安培向量A(有时还需结合电势 $phi$)可以简化方程的求解过程。
- 量子力学基础:在量子力学中,电磁场对带电粒子的影响(如阿哈罗诺夫-玻姆效应)需要通过电磁势(包括标势 $phi$ 和矢势A)来描述,安培向量A 在其中扮演关键角色。
-
与磁场强度的关系
在磁介质中,磁场强度H 与磁感应强度B 的关系为 $mathbf{B} = mu_0 (mathbf{H} + mathbf{M})$(其中M 是磁化强度)。安培向量A 主要与B 直接相关($mathbf{B} =
abla times mathbf{A}$)。虽然A 本身不直接定义H,但在计算B 后,结合介质的本构关系即可得到H。
-
应用场景
安培向量在以下领域有重要应用:
- 电磁场理论分析与计算(静磁场、时变场)。
- 电机、变压器等电气设备的磁场建模。
- 天线设计与电磁辐射分析。
- 超导磁体、粒子加速器等强磁场应用。
- 量子力学中的电磁相互作用描述。
参考来源:
- Griffiths, D. J. Introduction to Electrodynamics (4th ed.). Pearson. (经典电磁学教材,对磁矢位有系统阐述)
- Jackson, J. D. Classical Electrodynamics (3rd ed.). Wiley. (高等电磁学经典,深入讨论矢势及其应用)
- Cheng, D. K. Field and Wave Electromagnetics (2nd ed.). Addison-Wesley. (工程电磁学教材,包含矢势在工程问题中的应用)
- Feynman, R. P., Leighton, R. B., & Sands, M. The Feynman Lectures on Physics, Vol. II. Addison-Wesley. (物理大师讲解,包含对矢势物理意义的独特见解)
网络扩展解释
由于未搜索到与“安培向量”直接相关的资料,推测该术语可能存在表述误差或非常用名称。以下是电磁学中与“安培”相关的关键向量概念,供参考:
1.安培力(Ampere Force)
安培力是电流在磁场中受力的矢量描述,公式为:
$$
mathbf{F} = I int dmathbf{l} times mathbf{B}
$$
- 物理意义:载流导线在磁场中受到的力,方向由右手螺旋定则确定。
- 应用:电动机、磁电仪表的工作原理均基于此。
2.安培环路定理(Ampere’s Circuital Law)
描述磁场强度($mathbf{H}$)与电流分布的矢量关系:
$$
oint mathbf{H} cdot dmathbf{l} = I_{text{enc}}
$$
- 物理意义:磁场沿闭合路径的环路积分等于穿过该路径的净电流。
- 应用:计算对称分布电流(如无限长直导线、螺线管)的磁场。
3.磁矢势(Magnetic Vector Potential,$mathbf{A}$)
一个辅助矢量场,定义为:
$$
mathbf{B} =
abla times mathbf{A}
$$
- 物理意义:用于简化磁场计算,尤其在量子力学和规范场论中起关键作用。
- 与安培定律的联系:在静磁场中,结合安培定律可推导出$
abla mathbf{A} = -mu_0 mathbf{J}$。
4.可能混淆的术语
- 坡印亭向量(Poynting Vector):描述电磁能流的矢量($mathbf{S} = mathbf{E} times mathbf{H}$),与能量传输相关,但名称中无“安培”。
- 电流密度($mathbf{J}$):矢量场,描述电流的分布和方向,是安培定律的核心参数。
若需进一步澄清具体场景(如公式推导、工程应用等),建议提供更多上下文或检查术语准确性。
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