交变电流-PPT.ppt

建立一个情景（条件）：建立一个情景（条件）：线线圈在圈在匀强磁场匀强磁场中绕中绕垂直垂直于磁于磁感线的轴感线的轴匀速匀速转动转动一、交变电流的产生：一、交变电流的产生：abovvtB进一步掌握各种图进一步掌握各种图进一步掌握各种图进一步掌握各种图分析一个过程分析一个过程:二、交变电流的变化规律二、交变电流的变化规律：abo vvabovvtB中性面中性面若从中性面开始计时，若从中性面开始计时，e=NBSsintt 二、交变电流的变化规律二、交变电流的变化规律：组织学生认组织学生认真推导这个真推导这个公式。公式。e/vt/10-2s0246100-100 e=NBSsint例：交流发电机产生的感应电动势与时间例：交流发电机产生的感应电动势与时间关系如图所示，如果其他条件不变，仅使关系如图所示，如果其他条件不变，仅使线圈转速加倍，则交流电电动势的最大值线圈转速加倍，则交流电电动势的最大值和周期分别变为和周期分别变为()A.100V，0.02sB.200V，0.02s C.400V，0.08s D.200V，0.08s明确一个概念明确一个概念:abdcabcd平行面平行面：具有最小的磁通量具有最小的磁通量min=0，具有最大的感应电动势具有最大的感应电动势Emax（V B，/t 最大）.中性面：中性面：和磁感线和磁感线垂直垂直的平面的平面具有最大的磁通量具有最大的磁通量maxBS具有最小的感应电动势具有最小的感应电动势Emin0 (VB，/t=0）特特特特点点点点对比一个平面对比一个平面：二、交变电流的变化规律二、交变电流的变化规律：图图景景与与图图像像对对应应二、交变电流的变化规律二、交变电流的变化规律：一一个个周周期期电电流流方方向向变变化化两两次次例例:图示为某交流电的图象，则由图象可知图示为某交流电的图象，则由图象可知A.交流电是时间交流电是时间t的正弦函数的正弦函数B.a、c两点对应线圈恰过中性面两点对应线圈恰过中性面C.从从0d过程线圈两次过中性面过程线圈两次过中性面D.t0时线圈恰好过中性面时线圈恰好过中性面0at(S)i(A)bcd2、矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生正弦交流、矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生正弦交流电。当线圈通过中性面时，下列说法正确的是电。当线圈通过中性面时，下列说法正确的是 A.穿过线圈的磁通量最大穿过线圈的磁通量最大,线圈中感生电动势也最大线圈中感生电动势也最大 B.穿过线圈的磁通量等于零穿过线圈的磁通量等于零,线圈中感生电动势最大线圈中感生电动势最大C.穿过线圈的磁通量最大穿过线圈的磁通量最大,线圈中感生电动势等于零线圈中感生电动势等于零 D.穿过线圈的磁通量等于零穿过线圈的磁通量等于零,线圈中感生电动势等于零线圈中感生电动势等于零注意注意:电动势的最大值：电动势的最大值：Em=NBS=Nm Em由由S、B、和匝数和匝数N决定。决定。与线圈的形状和转轴的位置无关（与线圈的形状和转轴的位置无关（轴垂直于磁感线轴垂直于磁感线）。以下几种情况若以下几种情况若B、N、S、相同，则相同，则Em相同：相同：二、交变电流的变化规律二、交变电流的变化规律：1、周期、周期 和频率和频率：描写交变电流：描写交变电流快慢快慢的量的量 注意注意:在一个周期内电流的方向改变在一个周期内电流的方向改变2次次。三、表征交变电流的物理量三、表征交变电流的物理量2、最大值和最大值和有效值有效值:描写交变电流描写交变电流大小大小的量的量 有效值是有效值是根据电流的热效应根据电流的热效应来规定的。（来规定的。（三相同三相同）即直流电和交变电流通过即直流电和交变电流通过相同相同的电阻的电阻R，若在，若在相同相同的时间的时间内产生的内产生的热量相同热量相同，则直流电的值称为交变电流，则直流电的值称为交变电流的有效值。的有效值。正弦或余正弦或余弦规律弦规律注意：注意：规范符号规范符号：u、U、Um三、表征交变电流的物理量三、表征交变电流的物理量注意注意:（1）.只适用于正弦交变电流只适用于正弦交变电流（2）.交交流流用用电电设设备备上上标标的的额额定定电电压压和和额额定定电电流流是是有有效效值值；交交流流电电压压表表和和交交流流电电流流表表的的示示数数是是有有效效值值；交交变变电电流流的的数数值值在在无无特特别别说说明明时时都都是是指有效值指有效值（3）.有效值与平均值不同有效值与平均值不同在在计计算算交交变变电电流流通通过过导导体体产产生生的的焦焦耳耳热热，做做功功的的电电功功率率以以及及保保险险丝丝的的熔熔断断电电流流时时，只只能能用用交交变变电电流流的的有有效效值值；在在计计算算通通过过导导体体某某一一截截面面的的电量时，只能用交变电流的平均值电量时，只能用交变电流的平均值会计算交变电流的有效值，如：会计算交变电流的有效值，如：i/At/s02462-2i/At/S10-3-432 计算时，时间计算时，时间为一个周期为一个周期 一电阻当两端接一电阻当两端接一电阻当两端接一电阻当两端接10V10V直流电功率为直流电功率为直流电功率为直流电功率为P P；当接某一正弦；当接某一正弦；当接某一正弦；当接某一正弦交流电时，功率为交流电时，功率为交流电时，功率为交流电时，功率为P/2P/2，求交流电的有效值、最大值，求交流电的有效值、最大值，求交流电的有效值、最大值，求交流电的有效值、最大值2.500.4108.665i10sin5t例例:图示为一个正弦交流电的图象，由图象可知，图示为一个正弦交流电的图象，由图象可知，t0.3秒时的电流瞬时值为安；秒时的电流瞬时值为安；t0.4秒时电流的瞬时秒时电流的瞬时值为安；此电流的周期为值为安；此电流的周期为T秒；频率是秒；频率是f赫兹；有效值为赫兹；有效值为I安培。线圈转动的角安培。线圈转动的角速度为速度为弧度弧度/秒；此交流电的瞬时表达式为秒；此交流电的瞬时表达式为安培。若电路中的电阻为安培。若电路中的电阻为10欧，则该电欧，则该电路在路在1秒钟内产生的热量秒钟内产生的热量Q焦耳。焦耳。t/si/A+10-100 0.1 0.3 0.5500 此题要求学生掌握基此题要求学生掌握基本规律，成绩较差学本规律，成绩较差学生容易出错生容易出错四、电感和电容对交变电流的影响四、电感和电容对交变电流的影响做好两个演示实验做好两个演示实验:电感线圈对交流电电感线圈对交流电的阻碍作用的阻碍作用电容器对交流电的电容器对交流电的阻碍作用阻碍作用灯泡亮度在交流和直流比，在低频和高频比灯泡亮度在交流和直流比，在低频和高频比感抗感抗成因成因影响因素影响因素实际应用实际应用 低频扼流圈低频扼流圈通直流、阻交流通直流、阻交流 高频扼流圈高频扼流圈通低频、阻高频通低频、阻高频容抗容抗影响因素影响因素实际应用实际应用隔直电容器隔直电容器通交流、隔直流通交流、隔直流旁路电容器旁路电容器通高频、阻低频通高频、阻低频四、电感和电容对交变电流的影响四、电感和电容对交变电流的影响 应用见应用见P221练习二练习二 讲讲清清n n1 1实验表明电感对交变电流有阻碍作用实验表明电感对交变电流有阻碍作用n n2 2感抗：电感对交变电流阻碍作用的大小叫做感抗，感抗：电感对交变电流阻碍作用的大小叫做感抗，用用X XL L表示表示n n3 3成因：由于交变电流是不断变化的，所以在电感上成因：由于交变电流是不断变化的，所以在电感上产生自感电动势，自感电动势是阻碍电流变化的产生自感电动势，自感电动势是阻碍电流变化的4 4影响感抗的因素：线圈的自感系数和交变电流的频率，影响感抗的因素：线圈的自感系数和交变电流的频率，电感越大，频率越高，感抗越大电感越大，频率越高，感抗越大 XL=LL5 5实际应用：实际应用：低频扼流圈低频扼流圈通直流、阻交流通直流、阻交流 高频扼流圈高频扼流圈通低频、阻高频通低频、阻高频n n1 1实验表明电容对交变电流有阻碍作用实验表明电容对交变电流有阻碍作用n n2 2容抗：电容对交变电流阻碍作用的大小叫做容抗，容抗：电容对交变电流阻碍作用的大小叫做容抗，用用X XC C表示表示n n3 3成因：略。实验结果。成因：略。实验结果。4 4影响容抗的因素：电容和交变电流的频率，电容越大，影响容抗的因素：电容和交变电流的频率，电容越大，频率越高，容抗越小频率越高，容抗越小 Xc=1/=1/cc5 5实际应用：实际应用：隔直电容器隔直电容器通交流、隔直流通交流、隔直流旁路电容器旁路电容器通高频、阻低频通高频、阻低频五、变压器五、变压器U1n1n2U2U1U2电路中的符号 五、变压器五、变压器原线圈原线圈原线圈原线圈副线圈副线圈副线圈副线圈闭闭合合铁铁芯芯闭闭合合铁铁芯芯原原理理图图原原理理图图理理 想想 变变 压压 器器理理 想想 变变 压压 器器没有漏磁没有漏磁 没有铜损没有铜损无电阻无电阻没有铁损没有铁损变变 压压 器器 工工 作作 原原 理理变变 压压 器器 工工 作作 原原 理理电磁感应规律（互感现象）电磁感应规律（互感现象）（1）电动势关系）电动势关系 由由于于互互感感现现象象，没没有有漏漏磁磁，原原、副副线线圈圈中中具具有有相相同同的的 t根根据据法法拉拉第第电电磁磁感感应应定定律有：律有：五、变压器五、变压器（2 2）电压关系）电压关系）电压关系）电压关系 （1）电动势关系）电动势关系 五、变压器五、变压器（2 2）电压关系）电压关系）电压关系）电压关系 （1）电动势关系）电动势关系 五、变压器五、变压器（3）电流关系电流关系电流关系电流关系（4）功率关系功率关系功率关系功率关系 P P1 1=P=P2 2n n1 1、工作电流为、工作电流为、工作电流为、工作电流为交变电流交变电流交变电流交变电流n n2 2变压器的电动势、电压关系对有一个或几变压器的电动势、电压关系对有一个或几变压器的电动势、电压关系对有一个或几变压器的电动势、电压关系对有一个或几个副线圈的变压器都成立，而电流关系只适用个副线圈的变压器都成立，而电流关系只适用个副线圈的变压器都成立，而电流关系只适用个副线圈的变压器都成立，而电流关系只适用于有一个副线圈的变压器，若为于有一个副线圈的变压器，若为于有一个副线圈的变压器，若为于有一个副线圈的变压器，若为多个副线圈多个副线圈多个副线圈多个副线圈的的的的变压器，电流和匝数的关系要从变压器，电流和匝数的关系要从变压器，电流和匝数的关系要从变压器，电流和匝数的关系要从功率相等功率相等功率相等功率相等导出导出导出导出 n n3 3变压器的电动势关系，电压关系，电流关变压器的电动势关系，电压关系，电流关变压器的电动势关系，电压关系，电流关变压器的电动势关系，电压关系，电流关系是系是系是系是有效值有效值有效值有效值（或最大值）间的关系（或最大值）间的关系（或最大值）间的关系（或最大值）间的关系n n4 4变压器虽能改变电压、电流，但变压器虽能改变电压、电流，但变压器虽能改变电压、电流，但变压器虽能改变电压、电流，但不能改变不能改变不能改变不能改变功率和频率功率和频率功率和频率功率和频率，输入功率总等于输出的总功率，输入功率总等于输出的总功率，输入功率总等于输出的总功率，输入功率总等于输出的总功率，次级交变电流的频率总等于初级交变电流的频次级交变电流的频率总等于初级交变电流的频次级交变电流的频率总等于初级交变电流的频次级交变电流的频率总等于初级交变电流的频率率率率五、变压器五、变压器几种常用的变压器几种常用的变压器几种常用的变压器几种常用的变压器:钳形表钳形表钳形表钳形表电压互感器电压互感器电流互感器电流互感器理理 想想 变变 压压 器器 原原,副副 线线 圈圈 匝匝 数数 之之 比比n n1 1nn2 2=41=41原原线线圈圈两两端端接接光光滑滑导导轨轨,副副线线圈圈与与电电阻阻只只相相连连组组成成闭闭合合回回路路.当当直直导导线线AB在在匀匀强强磁磁场场中中沿沿导导轨轨匀匀速速地地向向右右做做切切割割磁磁感感线线运运动动时时,安安培培表表A1的的读读数数是是12mA,那那么么安安培培表表A2的读数为的读数为()A.0 B.3mAC.48mAD.与与R值大小无关值大小无关 工工作作电电流流是是至至少少大大小小发发生生变变化化的的电流电流例：图中原线圈接不考虑内阻的交流电源。负载电阻R的滑片向下滑动时，变压器的U1、U2、I1、I2、P入、P出将如何变化？U1U2 n1n2I1I2答案：负载电阻答案：负载电阻R R减小，电源电压、匝数比不变，所以减小，电源电压、匝数比不变，所以U U1 1、U U2 2不变，不变，I I1 1 I I2 2变大，变大，P P出出变大，变大，P P入入变大。变大。P入由由P出决定决定例：理想变压器原线圈接到220V的交流电源上，副线圈的匝数为30，与一标有“12V 12W”的灯泡连接，灯泡正常发光。副线圈的输出电压为110V，电流为0.4A。求：（1）副线圈的匝数；（2）原线圈的匝数以及通过原线圈的电流。U图11-7 六、电能的输送六、电能的输送1 1、减减 少少 功功 率率 损损 失失 的的 方方 法法、减减 少少 功功 率率 损损 失失 的的 方方 法法损失功率损失功率损失功率损失功率P P损损损损I I2 2R R减小电线电阻减小电线电阻增加导线截面积增加导线截面积减小电路电流减小电路电流提提高高输输送送电电压压2 2、热损失功率的计算、热损失功率的计算、热损失功率的计算、热损失功率的计算清楚热功率损失的表达式及决定因素清楚热功率损失的表达式及决定因素例例:发电机输出电压为发电机输出电压为220伏伏,输出功率为输出功率为110千瓦千瓦,输电输电线电阻为线电阻为0.2欧欧.若不用变压器若不用变压器,则输电线上损失功率则输电线上损失功率 P损损1？若用变压器将电压升到？若用变压器将电压升到5500伏再输送伏再输送,求变压器原、副求变压器原、副线圈的匝数比线圈的匝数比K和输电线上损失的功率和输电线上损失的功率P损损2解解析析解解析析要求学生会画要求学生会画远距离输电电路结构图：远距离输电电路结构图：交流高压输电的基本环节交流高压输电的基本环节 发发电电站站升压变压器升压变压器高压输电高压输电降压变压器降压变压器用户用户例例：有有一一台台内内阻阻为为1.01.0的的发发电电机机，通通过过匝匝数数比比为为1:41:4的的升升压压变变压压器器和和匝匝数数比比为为4:14:1的的降降压压变变压压器器向向用用户户供供电电，输输电电线线的的总总电电阻阻为为4.04.0，用用户户共共有有“220V“220V 400W”400W”的的灯灯泡泡132132盏盏，要要保保证证他他们们都都正正常常发发光光，发发电电机机的的输输出出功功率率和和电电动动势势应应该该为为多多大大？输输电电的的效效率为多大？率为多大？明确研究对象及物理模型，正确选用模型对应的物理规律，是求解的关键。能量守恒是联系各回路的根本规律。电磁场和电磁波电磁场和电磁波资料资料产生产生描述描述一一、电磁振荡的产生电磁振荡的产生做好一个演示实验做好一个演示实验:LC振荡电路振荡电路 此实验用放大电路才有可能做成功此实验用放大电路才有可能做成功一一、电磁振荡的产生电磁振荡的产生分析分析LC振荡电路一个周期内振荡电路一个周期内各个物理量各个物理量的变化的变化整个过程中，电容器极板上的电荷整个过程中，电容器极板上的电荷q，电路中的电流，电路中的电流i，电容器内的电场强度电容器内的电场强度E，线圈的磁场，线圈的磁场B，都发生周期性变，都发生周期性变化化.i、B、磁场能变化情况相同；、磁场能变化情况相同；q、u、E、电场能变、电场能变化情况相同化情况相同可可以以让让学学生生列列表表找找出出规规律律也也可以按照电流图像分析可以按照电流图像分析:0ti电流增加电流增加磁场增强磁场增强E磁磁增加增加E电电减少减少EC减弱减弱QC减少减少正向正向放电放电电流减小电流减小磁场减弱磁场减弱E磁磁减少减少E电电增加增加EC增强增强QC增加增加反向反向充电充电电流增加电流增加磁场增强磁场增强E磁磁增加增加E电电减少减少EC减弱减弱QC减少减少反向反向放电放电电流减小电流减小磁场减弱磁场减弱E磁磁减少减少E电电增加增加EC增强增强QC增加增加正向正向充电充电(1)、两个物理过程、两个物理过程：放电过程放电过程:电场能转化为磁场能，电场能转化为磁场能，q i充电过程：充电过程：磁场能转化为电场能，磁场能转化为电场能，q i充电完毕状态：充电完毕状态：磁场能向电场能转化完毕，磁场能向电场能转化完毕，电场能最大，磁场能最小。电场能最大，磁场能最小。放电完毕状态：放电完毕状态：电场能向磁场能转化完毕，电场能向磁场能转化完毕，磁场能最大，电场能最小。磁场能最大，电场能最小。(2)、两个特殊状态：、两个特殊状态：关注关注:关注关注:(3)、振荡中的能量、振荡中的能量 总能量守恒电场能磁场能总能量守恒电场能磁场能 电场能与磁场能交替转化电场能与磁场能交替转化itot磁场能oqto电场能ton n例例：如图所示的振荡电路中，某时刻线圈中磁场方向向上，且电路的电流正在增强则此时n nAa点电势比b点低n nB电容器两极板间场强正在减小n nC电路中电场能正在增大n nD线圈中感应电动势正在减小 ABD放电过程放电过程n n例例：如图所示的振荡电路中，某时刻的情况，则此时n nAa点电势比b点低n nB电容器两极板间场强正在减小n nC电路中电场能正在增大n nD线圈中感应电动势正在减小 AC+-充电过程充电过程例例:关于关于LC回路中的电磁振荡的说法中回路中的电磁振荡的说法中,正确的是正确的是 A.回路中电容器内的电场最强时，通过线圈中的电回路中电容器内的电场最强时，通过线圈中的电流也最大流也最大 B.在电场能转化为磁场能的过程中，线圈中的电在电场能转化为磁场能的过程中，线圈中的电流一定按正弦规律变化流一定按正弦规律变化 C.在一个振荡周期中，电容器有两次充电过程，两在一个振荡周期中，电容器有两次充电过程，两次放电过程次放电过程 D.电容器放电时的电流是逐渐增大的，而充电时电容器放电时的电流是逐渐增大的，而充电时的电流是逐渐减少的的电流是逐渐减少的 正确的答案：正确的答案：正确的答案：正确的答案：B B、C C、D D 会判断各时刻各量的大小及变化情况会判断各时刻各量的大小及变化情况正确的答案：正确的答案：A、B、D例例:.在在“LC”振荡电路中，电容器极板上的电量振荡电路中，电容器极板上的电量q随时间随时间t变化的图象如图所示，由图可知变化的图象如图所示，由图可知 A.在在t1时刻，电路的磁场能最小时刻，电路的磁场能最小 B.在在t4时刻，电容器的电场能最小时刻，电容器的电场能最小 C.从从t1到到t2，电路中的电流值不断变小，电路中的电流值不断变小 D.从从t2到到t3，电容器不断充电，电容器不断充电t/Sq/c0 t1 t2 t3 t4总结总结：在解决振荡电路问题，注意两个在解决振荡电路问题，注意两个方面：（方面：（1）电场能与磁场能的交替电场能与磁场能的交替转化转化，与，与电场能和磁场能相关的各量电场能和磁场能相关的各量的变化规律的变化规律；（；（2）qt 和和it 图线图线及其相互转化及其相互转化。二、电磁振荡的周期和频率二、电磁振荡的周期和频率 LC回路的固有周期和固有频率回路的固有周期和固有频率 注意注意:理论和实验都可得到理论和实验都可得到,LC回路的固有周期回路的固有周期T和固和固有频率有频率f仅和仅和 LC回路本身的因素有关回路本身的因素有关(C和和L的大小的大小),和和外界条件外界条件(充电多少充电多少,板间的电压的高低板间的电压的高低)无关无关.故称为故称为固有周期和固有频率固有周期和固有频率.正确的答案：正确的答案：正确的答案：正确的答案：A A D.例例:在在LC振荡电路中，第一次给电容器充电至两板间的电振荡电路中，第一次给电容器充电至两板间的电压为压为U伏特，让其自由振荡。第二次充电至两板间的电压伏特，让其自由振荡。第二次充电至两板间的电压为为2U伏特，再让其自由振荡。则两次振荡的周期伏特，再让其自由振荡。则两次振荡的周期T1和和T2的的关系是关系是A.T1=T2B.T1=0.5T2C.T1=2T2固有周期和外固有周期和外固有周期和外固有周期和外界条件无关。界条件无关。界条件无关。界条件无关。例例:下列哪些情况可使下列哪些情况可使LC回路的固有频率增大回路的固有频率增大?A.增大电容器两板间的距离增大电容器两板间的距离B.电容器的两板间插入介电常数较大的电介质电容器的两板间插入介电常数较大的电介质C.在线圈中插入铁芯在线圈中插入铁芯D.减少线圈的匝数减少线圈的匝数 正确的答案：正确的答案：正确的答案：正确的答案：A A、D D L与线圈的匝数、横截面积、有与线圈的匝数、横截面积、有无铁芯等有关无铁芯等有关三、电磁场与电磁波三、电磁场与电磁波 发展史发展史1.变化的磁场产生电场变化的磁场产生电场：均匀变化的磁场产生：均匀变化的磁场产生稳定的电场，非均匀变化的磁场产生变化的电稳定的电场，非均匀变化的磁场产生变化的电场，稳定的磁场不产生电场场，稳定的磁场不产生电场 2.变化的电场产生磁场变化的电场产生磁场：均匀变化的电场产生：均匀变化的电场产生稳定的磁场，非均匀变化的电场产生变化的磁稳定的磁场，非均匀变化的电场产生变化的磁场，稳定的电场不产生磁场场，稳定的电场不产生磁场 3.变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分离的统一的场，这就是个不可分离的统一的场，这就是电磁场电磁场麦克斯韦的麦克斯韦的电磁理论电磁理论2 2、电电磁磁波波的的产产生生、电电磁磁波波的的产产生生 (1)振荡电路、快速振动的电荷、振荡的电场振荡电路、快速振动的电荷、振荡的电场(或磁场或磁场)可视为电磁波源。可视为电磁波源。(2)电磁波的周期和频率等于激发电磁波的电磁振荡电磁波的周期和频率等于激发电磁波的电磁振荡(振荡电流振荡电流)的周期和频率。的周期和频率。电电 磁磁 波波 1 1、电电 磁磁 波波、电电 磁磁 波波变化的电场、磁场由近及远传播就形成电磁波。变化的电场、磁场由近及远传播就形成电磁波。3 3、真真空空中中电电磁磁波波的的速速度度、真真空空中中电电磁磁波波的的速速度度4 4、波波长长、频频率率与与波波速速的的关关系系、波波长长、频频率率与与波波速速的的关关系系 电磁波在空间以一定的速度传播：电磁波在电磁波在空间以一定的速度传播：电磁波在真空中真空中传播的速度传播的速度 C=3.0 108米米/秒。秒。电磁波的传播电磁波的传播:E、B同时达到最大值同时达到最大值了解无线电波的发射和接收了解电视、雷达、移动电话1 1电磁场理论的建立电磁场理论的建立电磁场理论的建立电磁场理论的建立1818世纪末期，世纪末期，世纪末期，世纪末期，德国哲学家谢林认为德国哲学家谢林认为德国哲学家谢林认为德国哲学家谢林认为，宇宙是，宇宙是，宇宙是，宇宙是有活力的，而不是僵死的。他认为电就是宇有活力的，而不是僵死的。他认为电就是宇有活力的，而不是僵死的。他认为电就是宇有活力的，而不是僵死的。他认为电就是宇宙的活力，是宇宙的灵魂；宙的活力，是宇宙的灵魂；宙的活力，是宇宙的灵魂；宙的活力，是宇宙的灵魂；电、磁、光、热电、磁、光、热电、磁、光、热电、磁、光、热是相互联系的是相互联系的是相互联系的是相互联系的。奥斯特奥斯特奥斯特奥斯特是谢林的信徒，他从是谢林的信徒，他从是谢林的信徒，他从是谢林的信徒，他从18071807年开始研究年开始研究年开始研究年开始研究电磁之间的关系。电磁之间的关系。电磁之间的关系。电磁之间的关系。18201820年，他发现电流以力年，他发现电流以力年，他发现电流以力年，他发现电流以力作用于磁针。作用于磁针。作用于磁针。作用于磁针。安培安培发现电流对磁针作用力的方向和电流的发现电流对磁针作用力的方向和电流的方向以及磁针到通过电流的导线的垂直线方方向以及磁针到通过电流的导线的垂直线方向相互垂直。向相互垂直。法拉第法拉第在谢林的影响下，相信在谢林的影响下，相信电、磁、光、热是相互联系的。电、磁、光、热是相互联系的。奥斯特奥斯特1820年发现电流使磁针受力转动，年发现电流使磁针受力转动，法拉第法拉第敏锐地敏锐地意识到，电可以对磁产生作用，磁也一定能意识到，电可以对磁产生作用，磁也一定能够对电产生影响。够对电产生影响。1821年他开始探索磁生电年他开始探索磁生电的实验。的实验。1831年他发现年他发现，当磁捧插入导体圈，当磁捧插入导体圈时，导线圈中就产生电流。这表明，电与磁时，导线圈中就产生电流。这表明，电与磁之间存在着密切的联系。之间存在着密切的联系。麦克斯韦深入研究并探讨了电与磁之间发生麦克斯韦深入研究并探讨了电与磁之间发生麦克斯韦深入研究并探讨了电与磁之间发生麦克斯韦深入研究并探讨了电与磁之间发生作用的问题，发展了场的概念。在法拉第实验的作用的问题，发展了场的概念。在法拉第实验的作用的问题，发展了场的概念。在法拉第实验的作用的问题，发展了场的概念。在法拉第实验的基础上，总结了宏观电磁现象的规律，引进位移基础上，总结了宏观电磁现象的规律，引进位移基础上，总结了宏观电磁现象的规律，引进位移基础上，总结了宏观电磁现象的规律，引进位移电流的概念。这个概念的核心思想是：变化着的电流的概念。这个概念的核心思想是：变化着的电流的概念。这个概念的核心思想是：变化着的电流的概念。这个概念的核心思想是：变化着的电场能产生磁场；与变化着的磁场产生电场相对电场能产生磁场；与变化着的磁场产生电场相对电场能产生磁场；与变化着的磁场产生电场相对电场能产生磁场；与变化着的磁场产生电场相对应。在此基础上提出了一套偏微分方程来表达电应。在此基础上提出了一套偏微分方程来表达电应。在此基础上提出了一套偏微分方程来表达电应。在此基础上提出了一套偏微分方程来表达电磁现象的基本规律，称为磁现象的基本规律，称为磁现象的基本规律，称为磁现象的基本规律，称为麦克斯韦方程组，是经麦克斯韦方程组，是经麦克斯韦方程组，是经麦克斯韦方程组，是经典电磁学的基本方程。典电磁学的基本方程。典电磁学的基本方程。典电磁学的基本方程。2 2电磁场理论的应用和发展电磁场理论的应用和发展电磁场理论的应用和发展电磁场理论的应用和发展 1887 1887年，德国科学家赫兹用火花隙激励一个环年，德国科学家赫兹用火花隙激励一个环年，德国科学家赫兹用火花隙激励一个环年，德国科学家赫兹用火花隙激励一个环状天线，用另一个带隙的环状天线接收，状天线，用另一个带隙的环状天线接收，状天线，用另一个带隙的环状天线接收，状天线，用另一个带隙的环状天线接收，证实了证实了证实了证实了麦克斯韦关于电磁波存在的预言麦克斯韦关于电磁波存在的预言麦克斯韦关于电磁波存在的预言麦克斯韦关于电磁波存在的预言，这一重要的实，这一重要的实，这一重要的实，这一重要的实验导致了后来无线电报的发明。从此开始了电磁验导致了后来无线电报的发明。从此开始了电磁验导致了后来无线电报的发明。从此开始了电磁验导致了后来无线电报的发明。从此开始了电磁场理论应用与发展时代，并且发展成为当代最引场理论应用与发展时代，并且发展成为当代最引场理论应用与发展时代，并且发展成为当代最引场理论应用与发展时代，并且发展成为当代最引人注目的学科之一。人注目的学科之一。人注目的学科之一。人注目的学科之一。赫兹赫兹-德国物理学家德国物理学家 赫兹对人类伟大的贡献是赫兹对人类伟大的贡献是用实验用实验证实了电磁波的存在，证实了电磁波的存在，发现了光电效应发现了光电效应。1888年，成了近代科学史上的年，成了近代科学史上的一座里程碑。开创了一座里程碑。开创了无线电电子技术无线电电子技术的新纪元。的新纪元。赫兹对人类文明作出了很大贡献，正当人们对赫兹对人类文明作出了很大贡献，正当人们对他寄以更大期望时，他却于他寄以更大期望时，他却于1894年因血中毒逝世，年因血中毒逝世，年仅年仅36岁。为了纪念他的功绩，人们用他的名字来岁。为了纪念他的功绩，人们用他的名字来命名各种波动频率的单位，简称命名各种波动频率的单位，简称“赫赫”。电磁波谱电磁波谱:将电磁波按将电磁波按波长波长或或频率频率的顺序排列的顺序排列成谱成谱X射线射线紫外线紫外线红外线红外线微微 波波毫米波毫米波短无线电波短无线电波 射线射线频率频率(Hz)波长波长(m)长无线电波长无线电波可见光可见光电磁波的应用电磁波的应用从从1888年年赫兹赫兹用实验证明了电磁波的存在，用实验证明了电磁波的存在，1895年年俄国科学家波波夫发明了俄国科学家波波夫发明了第一个无线电报系统第一个无线电报系统。1914年年语音通信语音通信成为可能。成为可能。1920年年商业商业无线电广播无线电广播开始使用开始使用。20世纪世纪30年代年代发明了发明了雷达雷达。40年代年代雷达和通讯得到飞速发展，雷达和通讯得到飞速发展，自自50年代第一颗人造卫星上天，年代第一颗人造卫星上天，卫星通讯事业得到迅猛发展。卫星通讯事业得到迅猛发展。如今电磁波已在通讯、遥感、空间控测、军事应用、科学研究如今电磁波已在通讯、遥感、空间控测、军事应用、科学研究等诸多方面得到广泛的应用。等诸多方面得到广泛的应用。马马可可尼尼布布劳劳恩恩 马可尼和布劳恩共同获得1909年诺贝尔物理学奖。麦克斯韦（麦克斯韦（James Clerk MaxwellJames Clerk Maxwell，1831183118791879），英国物理学家，经典电磁理论的奠基人），英国物理学家，经典电磁理论的奠基人18311831年年6 6月月1313日出生于爱丁堡日出生于爱丁堡18471847年入爱丁堡年入爱丁堡大学听课，专攻数学他很重视实验，涉猎电化大学听课，专攻数学他很重视实验，涉猎电化学、光学、分子物理学以及机械工程等等他说：学、光学、分子物理学以及机械工程等等他说：“把数学分析和实验研究联合使用得到的物理科把数学分析和实验研究联合使用得到的物理科学知识，比之一个单纯的实验人员或单纯的数学学知识，比之一个单纯的实验人员或单纯的数学家所具有的知识更加坚实、有益而牢固家所具有的知识更加坚实、有益而牢固”1850”1850年考入剑桥大学，年考入剑桥大学，18541854年以优异成绩毕业并获得年以优异成绩毕业并获得了学位，留校工作了学位，留校工作18561856年起任苏格兰阿伯丁的年起任苏格兰阿伯丁的马里沙耳学院的自然哲学讲座教授，直到马里沙耳学院的自然哲学讲座教授，直到18741874年年经法拉第举荐，自经法拉第举荐，自18601860年起任伦敦皇家学院的年起任伦敦皇家学院的物理学和天文学教授物理学和天文学教授18711871年起负责筹划卡文迪年起负责筹划卡文迪什实验室，随后被任命在剑桥大学创办卡文迪什什实验室，随后被任命在剑桥大学创办卡文迪什实验室并担任第一任负责人实验室并担任第一任负责人18791879年年1111月月5 5日麦克日麦克斯韦因患癌症在剑桥逝世，终年仅斯韦因患癌症在剑桥逝世，终年仅4848岁岁 麦克斯韦麦克斯韦