安培力英文解釋翻譯、安培力的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【化】 Ampere force
分詞翻譯:
安培的英語翻譯:
ampere
【化】 ampere
【醫】 a.; amp.; ampere
力的英語翻譯:
all one's best; force; power; puissance; strength
【化】 force
【醫】 dynamo-; ergo-; force; potency; potentia; Power; stheno-; strength; vis
專業解析
安培力(Ampere Force)是電磁學中的核心概念,指載流導體(Current-carrying Conductor)在磁場(Magnetic Field)中所受到的力。其物理本質是運動電荷在磁場中受洛倫茲力(Lorentz Force)的宏觀表現。
物理定義與方向判定
- 本質:導線中的定向移動電荷(電流)在外部磁場中受到洛倫茲力作用,這些力的合力表現為導線整體所受的安培力。
- 方向判定 - 左手定則(Left-Hand Rule):
- 伸開左手,使拇指與其餘四指垂直,且手掌在同一平面内。
- 讓磁感線(Magnetic Field Lines)垂直穿過掌心。
- 四指指向導體中電流(Current)的方向。
- 拇指所指方向即為安培力的方向。
數學表達(安培力公式)
安培力的大小由以下公式計算:
$$
F = B I L sintheta
$$
其中:
- $F$:安培力的大小,單位牛頓(N)。
- $B$:磁感應強度(Magnetic Flux Density),單位特斯拉(T)。
- $I$:導體中的電流強度,單位安培(A)。
- $L$:導體在磁場中的有效長度,單位米(m)。
- $theta$:電流方向與磁感應強度方向之間的夾角。
- 當 $theta = 90^circ$(電流與磁場垂直)時,$sin90^circ = 1$,安培力最大:$F_{max} = BIL$。
- 當 $theta = 0^circ$(電流與磁場平行)時,$sin0^circ = 0$,安培力為零。
重要應用領域
安培力是許多電磁設備工作的基礎原理:
- 電動機(Electric Motors):通電線圈在磁場中受到安培力産生轉矩(Torque),驅動轉子旋轉。
- 電表(Galvanometers & Ammeters):利用安培力驅動指針偏轉來測量電流大小。
- 磁懸浮(Maglev Trains):通過精确控制的安培力實現列車懸浮和推進。
- 電磁炮(Electromagnetic Railguns):利用強大的安培力加速彈丸。
權威參考來源
- Halliday, D., Resnick, R., & Walker, J. (2013). Fundamentals of Physics (10th ed.). Wiley. - 經典物理學教材,對安培力有清晰定義和公式推導。
- Griffiths, D. J. (2013). Introduction to Electrodynamics (4th ed.). Pearson. - 高等電磁學教材,深入讨論安培力的微觀起源(洛倫茲力)。
- HyperPhysics Concepts - Georgia State University - 提供安培力的交互式解釋和圖示。
- Khan Academy - Physics Library - 包含安培力的教學視頻和練習。
- Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) - 在其出版物和标準中涉及安培力在工程應用中的規範。
網絡擴展解釋
安培力是指導體中通電時,在磁場中受到的力。它是電磁學的基礎概念之一,由法國物理學家安德烈-瑪麗·安培通過實驗發現,主要規律如下:
定義與公式
安培力的大小由三要素決定:
- 電流強度($I$,單位安培)
- 導線長度($L$,單位米)
- 磁感應強度($B$,單位特斯拉)
數學表達式為:
$$
F = I cdot L cdot B cdot sintheta
$$
其中$theta$是電流方向與磁場方向的夾角。當導線與磁場垂直時($theta=90^circ$),力達到最大值;平行時($theta=0^circ$)力為零。
方向判斷
使用左手定則:
- 伸平左手,使磁感線垂直穿入手心
- 四指指向電流方向
- 大拇指所指方向即為安培力的方向
物理意義
安培力本質是洛倫茲力的宏觀表現。導線中的自由電荷(如電子)在磁場中運動時,受到洛倫茲力的集體作用,最終體現為導線整體的受力。
典型應用
- 電動機:通電線圈在磁場中受力旋轉,将電能轉化為機械能
- 電磁炮:利用強電流産生巨大安培力加速彈體
- 電流表:通過線圈受力偏轉測量電流大小
注意事項
- 公式僅適用于勻強磁場中的直導線
- 若導線彎曲,需将導線分割成微小直線段分别計算再矢量疊加
安培力是電磁相互作用的重要表現形式,其規律為電磁設備的設計提供了理論基礎。
分類
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