機(jī)械眼光看電磁

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在1881年國(guó)際電學(xué)大會(huì)上正式?jīng)Q定增加個(gè)基本量：電流強(qiáng)度（I），并把它的單位命名為安培（A）。國(guó)際單位制中安培的定義也先后發(fā)生過幾次改變。1908年在倫敦舉行的國(guó)際電學(xué)大會(huì)上，定義1秒時(shí)間間隔內(nèi)從硝酸銀溶液中能電解出1.118毫克銀的恒定電流為1安培。1948年，國(guó)際計(jì)量委員會(huì)給出安培的定義為：在真空中，截面積可忽略的兩根相距1米的平行且無(wú)限長(zhǎng)的圓直導(dǎo)線內(nèi)，通以等量恒定電流，導(dǎo)線間相互作用力在1米長(zhǎng)度上為

2×10--7牛時(shí)，則每根導(dǎo)線中的電流為1安培。2018年11月16日，第26屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)通過“修訂國(guó)際單位制”決議，將1安培定義為“1s內(nèi)（1/1.602176634）×1019個(gè)電荷（電荷的定義及計(jì)量見下文）移動(dòng)所產(chǎn)生的電流強(qiáng)度”。此定義于2019年5月20日世界計(jì)量日起正式生效。

3 r) h; u6 K* n+ X8 @

學(xué)者11

你的內(nèi)容與標(biāo)題有什么關(guān)系？

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學(xué)機(jī)械的對(duì)力學(xué)GB3102.3比較熟悉。力學(xué)中基本量的名稱是質(zhì)量，符號(hào)是m,單位名稱是千克。引力場(chǎng)中的質(zhì)量和電場(chǎng)中的電荷受力上有相同之處。如果電學(xué)中把電荷作為基本量，對(duì)照理解更方便些。

wjmx2006

好好學(xué)習(xí)，

wryp

真的？
, F8 W" y+ n1 J2 p- k我上學(xué)時(shí)安培的定義就是每秒鐘移動(dòng)1庫(kù)倫的電荷。
1庫(kù)倫就是你說(shuō)的1/1.602176634）×10^19個(gè)電子
至少上世紀(jì)6、7十年代就這樣定義了。

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電場(chǎng)強(qiáng)度可以類比于重力加速度‌。在電場(chǎng)中，電場(chǎng)力對(duì)電荷的作用類似于重力場(chǎng)中重力對(duì)物體的作用，電荷量類比于物體的質(zhì)量。因此，電場(chǎng)強(qiáng)度（E）可以類比于重力加速度（g）‌
1.具體來(lái)說(shuō)，電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式為 E=F/q ，其中F是電場(chǎng)力，q是電荷量；而在重力場(chǎng)中，重力加速度的定義式為
: j- B3 g) D# A8 Ng=G/M，其中G是重力，M是質(zhì)量?？梢钥闯觯妶?chǎng)強(qiáng)度和重力加速度在定義上具有相似性，都是描述力與某種“量”的比值‌。


3 }. k0 H  I" p( S

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定義了電荷、電場(chǎng)強(qiáng)度后，第3個(gè)定義的是電動(dòng)勢(shì)、符號(hào)是E，定義為E=W/Q,其中W是移動(dòng)電荷所做的功，Q為移動(dòng)的電荷量。電動(dòng)勢(shì)單位名稱為焦每庫(kù)侖，符號(hào)J/C,等效單位伏（特），符號(hào)V.標(biāo)準(zhǔn)中電場(chǎng)強(qiáng)度和電動(dòng)勢(shì)量的符號(hào)都是用的E,要靠注釋區(qū)分。外電路的電勢(shì)可類比于重力場(chǎng)中的單位質(zhì)量的勢(shì)能gh，在電學(xué)中是單位電荷的能。
5 Q! f5 z3 J' ^% Y3 s5 d% A

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第4個(gè)定義的是電流，符號(hào)是I.定義為I=dq/dt，q通過的電荷，t為時(shí)間。單位名稱是庫(kù)（侖）每秒，符號(hào)為C/S；等效名稱為安（培），符號(hào)是A。類比下電流和重力場(chǎng)中的物流，如罐裝速度千克每秒。

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以上認(rèn)識(shí)了電荷C，知道了電荷會(huì)形成一種特殊物質(zhì)電場(chǎng),從電荷受力的角度描述描述電場(chǎng)強(qiáng)度E，E=F/C;從能量的角度描述電場(chǎng)有電動(dòng)勢(shì)E=W/q,學(xué)了電位差、電流后通過電荷q建立等式有W/E=I*S,即功率P=W/S=I*E,電流單位用安A，電壓?jiǎn)挝挥梅黇,得到的功率P單位為瓦w.接下來(lái)還要引入一些量的定義，進(jìn)一步說(shuō)明電荷怎樣流動(dòng)。

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6 m  s, g  g  u  W1 p/ Y; {在電位（電勢(shì)）的定義中用了梯度概念。了解一下向量分析中的梯度、散度和旋度三個(gè)概念。一、梯度（Gradient）
4 n4 J8 F" n7 _( [4 f. J9 R( G定義：梯度表示一個(gè)標(biāo)量場(chǎng)在某一點(diǎn)處的變化率和方向。它是一個(gè)向量，其方向指向標(biāo)量場(chǎng)值增加最快的方向，其大小等于該方向上的最大變化率。
計(jì)算公式：對(duì)于標(biāo)量場(chǎng)f(x,y,z)，其梯度計(jì)算公式為：
∇f = (∂f/∂x)i + (∂f/∂y)j + (∂f/∂z)k
其中，i、j、k分別是x、y、z軸上的單位向量，∂f/∂x、∂f/∂y、∂f/∂z分別是f在x、y、z方向上的偏導(dǎo)數(shù)。
解釋：梯度向量的方向代表標(biāo)量場(chǎng)在該點(diǎn)上升最快的方向，其模長(zhǎng)表示該方向上的最大變化率。例如，溫度場(chǎng)的梯度指向溫度上升最快的方向，且模長(zhǎng)為溫度變化速率。
二、散度（Divergence）
- a3 U. @9 ?" k! D) I6 k! Q定義：散度度量了向量場(chǎng)在某一點(diǎn)周圍的發(fā)散強(qiáng)度和方向（的正負(fù)）。它表示為一個(gè)標(biāo)量，其正值表示場(chǎng)線從該點(diǎn)發(fā)散，負(fù)值表示場(chǎng)線匯聚到該點(diǎn)。
計(jì)算公式：對(duì)于向量場(chǎng)F=Pi+Qj+Rk，其散度計(jì)算公式為：
  }8 t# X8 k6 w7 B: I! v! s. w+ z  r  M∇·F = &#8706/∂x + ∂Q/∂y + ∂R/∂z
其中，P、Q、R分別是向量場(chǎng)F在x、y、z方向上的分量，&#8706/∂x、∂Q/∂y、∂R/∂z分別是這些分量在各自方向上的偏導(dǎo)數(shù)。
+ X8 d' M1 H& [4 D解釋：散度通過計(jì)算各分量在其對(duì)應(yīng)方向上的偏導(dǎo)數(shù)之和，判斷該點(diǎn)是“源”還是“匯”。若散度為正，表示向量場(chǎng)從此點(diǎn)向外發(fā)散（如電場(chǎng)中的正電荷）；若為負(fù)，則說(shuō)明場(chǎng)在此處匯聚（如負(fù)電荷周圍的電場(chǎng)）。

; Q( d# k: I1 q: c" o7 t4 k三、旋度（Curl）
# w8 ~/ J3 M3 w- y. {定義：旋度刻畫了向量場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)程度。它表示為一個(gè)向量，其方向垂直于旋轉(zhuǎn)平面，模長(zhǎng)表示旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度。
, y/ x# D9 ]0 W8 [: Z& O計(jì)算公式：對(duì)于向量場(chǎng)F=Pi+Qj+Rk，其旋度計(jì)算公式為：
- b  E4 T4 Y4 _- Y* [∇×F = (∂R/∂y - ∂Q/∂z)i + (&#8706/∂z - ∂R/∂x)j + (∂Q/∂x - ∂P/∂y)k
其中，各項(xiàng)偏導(dǎo)數(shù)之差構(gòu)造了旋轉(zhuǎn)向量的分量，滿足右手定則方向。
從上面公式看偏導(dǎo)之后分母的冪增加了。如電勢(shì)的定義：-gradV=E,E為電場(chǎng)強(qiáng)度，單位用伏特每米V/m時(shí)，電勢(shì)的單位為福特V.