磁通和磁链

发表于 2009-12-4 09:53

昨日偶然见到一本书上阐述磁通和磁链的问题，这种概念问题比较没有逻辑，我想问一下他们两个到底有什么区别，他们主要概括那一方面的物理现实？谢谢了。

发表于 2009-12-4 10:05

“这种概念问题比较没有逻辑”
不同意这种说法。
相反，逻辑极强。

磁通是就磁路来说的。在磁路上做一个假想面，所有磁力线均穿过这个面一次，磁力线总数即穿过这个面的磁通。
磁链是就回路来说的。导线构成的闭合回路是一个面，磁力线穿过这个面的总数即磁链。
对单圈导线构成的回路，磁通和磁链相等，但对多圈(绕组)来说，磁力线可能穿过导线面多次。

发表于 2009-12-4 10:08

二者有本质的区别，磁通是表示某一截面的磁力线的多少，而磁链表示通过每一匝线圈的磁通量的和。

这可以类比于安培与安匝的关系

（区别在于，电的绝缘体所通过的电流十分的小，可以忽略，但是不存在磁的“绝缘体”（超导除外），所以总是存在旁路磁通，故而线圈每一匝的磁通量稍有不同，故而精确分析需引入磁链）

发表于 2009-12-5 13:34

这两个面正交？

发表于 2009-12-7 09:36

那是不是可以引出，磁场影响通电回路可以用磁链分析？通常情况下一般都是用磁通来分析，那是不是一切可以用磁链来分析的问题都可以用磁通来分析？磁通是比磁链更基本的变量吗？例如用电阻，电容，电源组成的一个回路，处在一个恒定磁场中，引用磁通分析与引用磁链分析有什么区别呢？

发表于 2009-12-7 09:52

“拓朴”。磁通和磁链是概念相同，但拓朴不同。当你看到磁力线穿过了N匝的线圈，则可以反过来说，磁力线穿过了由导线（线圈为其一部分）张成的面（仅一个）N次。这两种说法就拓朴意义上是相同的。

发表于 2009-12-7 10:17

那么假设通电直导线产生的磁场，它的磁力线的分布在什么情况下可以覆盖到无穷远处呢？现在已知磁导率最大的材料即导磁性最好的材料是什么呢？

发表于 2009-12-7 10:24

磁场在空间中的分布可以作用到无穷远的地方，那怕是到了宇宙的边缘。磁导率最高的材料是钴基非晶合金，有的可达到1百万

发表于 2009-12-7 10:34

一百万，那么在钴基非晶合金充斥的空间中，从该空间某一源点处开始的磁场，向周围空间传播，它的衰减梯度与距离的函数关系可以理论预知吗？它的1百万的数值是以什么为基准的呢？

发表于 2009-12-7 10:40

关于第一个问题，毕莎定律已经有了全面的描述，你去翻大学的书复习就行了；第二个问题，是相对于真空磁导率

发表于 2009-12-7 10:50

一百万，那么在钴基非晶合金充斥的空间中，从该空间某一源点处开始的磁场，向周围空间传播，它的衰减梯度与距离的函数关系可以理论预知吗？它的1百万的数值是以什么为基准的呢？ ...
idllyidle1 发表于 2009-12-7 10:34

磁化是要能量地。“充斥的空间中”（如果理解为全空间的话），那就是按真空计算的结果乘一百万倍。不过所需能量也增加了一百万倍。

发表于 2009-12-7 10:55

谢谢，我要去吃饭了，下午接着问，我还有一堆问题呢。

发表于 2009-12-7 13:28

磁极被磁化我可以理解，因为有具体的物理现实可看到，纯电场的建立我也可以理解因为可以测量到电流和电压，而对于通常所见介质被磁化即磁场在介质中的建立过程我很好奇，这种磁场建立前后会在该介质空间中有什么变化呢？这种变化可以度量吗？即可以有量化标准吗？在该磁场建立的过程中由源头传播过来的能量会有损耗，这个损耗的电磁能量在没有人为干扰的情况下又通常会转化成什么其他形式的能量呢？会是通常所见的热能吗？

发表于 2009-12-7 13:56

磁化一般分两类，即原子中电子运动所形成的微小磁矩的排列（非铁磁体）和磁筹的排列（铁磁体）。通常第一种情况下磁化率很低（表现在相对磁导率很低），而第二种情况下磁化率非常的高（表现在相对磁导率很高）。磁化过程的物理量当然可以测量，通常表现为H和B和其比值。虽然磁化是一种能量转换，但未必都损失掉了（热耗散了）。但由于铁磁体内磁筹的特殊结构，其磁化过程容易发生磁损（具体可看其磁滞回线）。注：磁筹可以理解成微小的永磁铁（其内原子磁矩已基本排齐），但其在磁化过程中会发生“摩擦”，以至于产生热耗散。

发表于 2009-12-7 14:24

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纯电场的建立我也可以理解因为可以测量到电流和电压

电流和电压可不是电场的主要概念，电场是由“力”定义的。

发表于 2009-12-7 14:42

这一点我还要去看更多的书，谢谢你给我指了一个方向。
磁场中可以线积分，电场中也可以线积分，线性微分型L=AdX+Bdy+Cdz满足可积条件并且是在一个欧式几何空间上是单连通的，我们能知其积分与路径无关，只取决于端点，那么什么情况下的磁场会让线性微分型L是恰当的即是与路径无关呢？电磁场中的线积分对应着什么样的物理考量？是基于什么样的意义来考量这种积分呢？仅仅是由数学逻辑直接联想到应用在物理现实中吗？即可不可以不用数理逻辑而直接由物理现实推出？

发表于 2009-12-7 14:45

嗯啊，我只是说电流和电压我能比较容易的用仪表测量到数值可以量化，其实我更喜欢把所有“场”都看成是能量分布图。

发表于 2009-12-7 15:32

这一点我还要去看更多的书，谢谢你给我指了一个方向。
磁场中可以线积分，电场中也可以线积分，线性微分型L=AdX+Bdy+Cdz满足可积条件并且是在一个欧式几何空间上是单连通的，我们能知其积分与路径无关，只取决于 ...
idllyidle1 发表于 2009-12-7 14:42

这要学点《场论》，那玩意儿不是一时半回儿能讲清楚的。但可以提及一些概念，若在某个区域中，通量是没有“断点”且“不循环”，则称场在此区域中“保守”。在一个保守场中线积分和路径无关。

在电场中此线积分为两点的电位差（或电压）。但磁场不同，由于没有独立的磁荷存在，没有“磁位差”一说。另外由于磁力线总是封闭的，因此通常采用环路线积分，积分值和“电流”有关。

相关内容请看《电磁学》。

发表于 2009-12-7 15:46

嗯，好的。
由电磁场跳到电路分析，有观点说电路分析是电磁场分析的一些特例，即为了避免每次都进行繁琐的电磁场分析来解决电子问题，才形成了电路分析的理论。即用电路分析的理论代替电磁场分析的理论是在有条件情况下进行的，那个通备条件要求：物理系统的尺寸要小于信号的波长，即电磁场在电路中瞬间建立，为什么以波长来界定电路分析理论的应用条件呢？

发表于 2009-12-7 16:03

不是“物理系统的尺寸要小于信号的波长”，而应该是“远小于”。
你自己说的：电磁场在电路中瞬间建立。
实际上，电磁场在有导线情况下仍然是以波的形式传播。若系统尺寸可以与波长比拟，显然导线两端电磁场建立时间不同。电路中的长线(传输线)理论讨论的就是这种情况。

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