安培法則英文解釋翻譯、安培法則的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【電】 ampere's rule
分詞翻譯:
安培的英語翻譯:
ampere
【化】 ampere
【醫】 a.; amp.; ampere
法則的英語翻譯:
law; theorem
【經】 law
專業解析
安培法則(Ampere's Circuital Law)是電磁學中的核心定律之一,描述了電流與由其産生的磁場之間的關系。其核心表述為:沿任意閉合路徑的磁場強度的線積分,等于穿過該路徑所包圍曲面的總電流。
基本定義與數學表達
-
積分形式(經典安培定律):
$$
oint_C vec{B} cdot dvec{l} = mu0 I{text{enc}}
$$
其中:
- $oint_C$ 表示沿閉合路徑 $C$ 的線積分。
- $vec{B}$ 是磁感應強度(單位:特斯拉, T)。
- $dvec{l}$ 是路徑上的無窮小線元矢量。
- $mu_0$ 是真空磁導率($4pi times 10^{-7} , text{N/A}$)。
- $I_{text{enc}}$ 是穿過以路徑 $C$ 為邊界的任意曲面的總傳導電流(單位:安培, A)。
-
微分形式(麥克斯韋-安培定律):
$$
abla times vec{B} = mu_0 vec{J}
$$
其中 $vec{J}$ 是電流密度矢量(單位:A/m²)。此形式由麥克斯韋引入,適用于時變場(需加入位移電流項 $mu_0 epsilon_0 frac{partial vec{E}}{partial t}$)。
關鍵物理意義
- 電流産生磁場:安培法則定量地表明,穩恒電流(或更一般的電流分布)是産生靜磁場(或渦旋磁場)的源。
- 磁場的渦旋性:該定律揭示了磁場線是環繞電流的閉合曲線,磁場具有渦旋性質(無源性由 $
abla cdot vec{B} = 0$ 描述)。
- 計算工具:對于具有高度對稱性的電流分布(如無限長直導線、螺線管、環形線圈),安培定律是計算空間磁場分布的有力工具。
應用範圍與注意事項
- 穩恒電流:經典積分形式 $oint vec{B} cdot dvec{l} = mu0 I{text{enc}}$ 嚴格適用于穩恒電流(不隨時間變化的電流)。
- 時變場修正:當電場隨時間變化時(如電容器充放電過程),麥克斯韋引入了位移電流密度 $epsilon_0 frac{partial vec{E}}{partial t}$,将安培定律推廣為 $
abla times vec{B} = mu_0 vec{J} + mu_0 epsilon_0 frac{partial vec{E}}{partial t}$,使其成為電磁場基本方程之一。
- 路徑選擇:積分形式計算時,需選擇便于計算的閉合路徑(安培環路),使 $vec{B}$ 在路徑上要麼大小恒定且方向平行于 $dvec{l}$,要麼垂直于 $dvec{l}$。
漢英對照關鍵術語
- 安培法則 / 安培環路定律:Ampere's Circuital Law /Ampere's Law
- 磁場強度 (通常指 $vec{H}$,但定律中常用 $vec{B}$):Magnetic Field Strength ($vec{H}$) /Magnetic Flux Density ($vec{B}$)
- 磁感應強度 ($vec{B}$):Magnetic Flux Density /Magnetic Induction
- 電流:Electric Current
- 電流密度:Current Density ($vec{J}$)
- 線積分:Line Integral
- 閉合路徑:Closed Path /Amperian Loop
- 真空磁導率:Permeability of Free Space ($mu_0$)
- 位移電流:Displacement Current
權威參考來源
- 經典電磁學教材:如 David J. Griffiths 的 Introduction to Electrodynamics (Chapter 5 - Magnetostatics) 對安培定律及其應用有詳細推導和示例。
- 大學物理教科書:如 Halliday, Resnick, Walker 的 Fundamentals of Physics (Chapter 29 - Magnetic Fields Due to Currents) 提供了基礎解釋和應用。
- 專業物理學會:美國物理學會 (APS) 或電氣電子工程師學會 (IEEE) 的相關教育資源或百科條目通常提供權威概述。
- 國家标準與技術研究院 (NIST):其官網的物理常數數據庫提供了 $mu_0$ 的精确值及其定義依據。
網絡擴展解釋
安培法則(也稱安培環路定理)是電磁學中的核心定律之一,用于描述電流與磁場的關系。其核心内容可概括為:
數學表達式:
$$
oint_{text{閉合路徑}} mathbf{B} cdot dmathbf{l} = mu0 I{text{enc}}
$$
其中:
- $mathbf{B}$ 為磁感應強度
- $dmathbf{l}$ 是路徑上的線元矢量
- $mu_0$ 是真空磁導率($4pi times 10^{-7} , mathrm{T cdot m/A}$)
- $I_{text{enc}}$ 是環路包圍的淨電流
物理意義
閉合環路上的磁場環量僅由穿過該環路的電流決定,表明電流是磁場的旋度源。
適用條件
- 僅適用于穩恒電流(不隨時間變化的電流)
- 在時變電場中需修正為安培-麥克斯韋定律(增加位移電流項)
應用示例
- 無限長直導線:取同心圓環路,可得磁場強度 $B = frac{mu_0 I}{2pi r}$
- 螺線管内部:磁場近似均勻,$B = mu_0 nI$($n$為單位長度匝數)
方向判斷
使用右手定則:右手四指彎曲方向沿積分路徑,拇指指向電流正方向時,磁場方向與積分路徑方向一緻。
局限性
對非對稱電流分布(如有限長直導線)需結合畢奧-薩伐爾定律計算。
該定律與高斯定律、法拉第定律共同構成經典電磁理論體系,在電機工程、粒子加速器設計等領域有重要應用。
分類
ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
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