电磁场的产生、特点及实际应用

姜才武

摘要：电磁场是一种由带电粒子做圆周运动影响电流强弱变化而产生的物质存在形式。本文描述了电磁场的产生及特点，并结合生活中的具体实例来说明电磁场的实际应用，旨在更好地认识和学习电磁场知识。

关键词：电磁场 产生 特点 实际应用

人们很早就接触、了解了自然界中的电和磁，但直到18世纪物理学家发现正负电荷时，人们才真正意识到电能为人类所用。在此基础上，人们又发现让电荷做定向移动时，可以产生电流。而关于磁的概念，是从19世纪奥斯特偶然发现电能够使磁针发生偏转开始形成的。之后，法拉第又利用磁棒和导线圈的相互作用产生电流，这两者为电磁的初始探究奠定了基础。

一、电磁场的产生及特点

从18世纪电磁现象开始进入人们视野到19世纪后期，已经有人对电磁现象做出了系统性的总结。在总结中，麦克斯韦不仅创造性地引入了位移电力的概念，还在此基础上提出了一组偏微分方程。他试图透过方程式解释电磁现象，这就是前期麦克斯韦方程组出现的缘由。

电磁学向人们解释了为什么一个带电的物体会因为自身的电特性而产生物理磁场。在这种物理磁场中，电场和磁场是相互依存、相互转化的，具有内在联系的共同场。电场可以产生磁场，反之亦然，两者互为因果。此外，电磁场中还存在一种电磁横波，且电磁横波的运动方向和电磁场的方向互相垂直，以上几种物质共同构成一个不可分割的统一体。

二、电磁场在生活中的实际应用

1.磁悬浮列车

磁悬浮列车之所以可以悬浮在空中，不受轨道摩擦力的作用而具备飞速行驶的能力，主要取决于这种列车是根据磁铁的斥力和吸力作为驱动力在磁力轨道上滑行的。需要说明的是，磁悬浮列车在行驶时主要受到空气的阻力。

磁悬浮技术最早出现在德国，1922年，一位德国工程师率先提出了磁悬浮概念，并试图通过实验对其进行验证，并于1934年申请了这个项目的技术专利。之后，随着各个国家对工业的重视以及全球经济的快速发展，很多国家开始投身于磁悬浮技术研发，竭力追求运输业的飞速提升，其中包括德国、日本和中国。虽然我国第一辆磁悬浮列车是从德国进口的，但自2015年开始，我国已经具备了自主研发磁悬浮列车的技术，随之开通了一条磁悬浮线路，且试车成功。

2.电动机

电动机在现实生活中较为常用，人们可能更习惯于它的另一种称法——电动马达。利用这种马达装置，可以将电能转化为机械能，从而带动目标物体。根据电流的不同工作方式，电动马达可以分成直流电动机和交流电动机。

直流电动机在速度控制上存在明显优势，因其对电流的控制简单，只要在电压的设置上进行调控，即可实现电动机转速的改变。但是，直流电动机也存在较为明显的缺点，它不适用于高温、易燃的环境，且内部存在碳刷，需要定期清理。

与直流电动机不同，交流电动机可以适用于高温、易燃的作业环境，而且因为内部没有碳刷，所以不存在定期清理的难题。但是，交流电动机的交流电频率难以控制，所以控制电动机的转速就变得较为不易。

3.电磁起重机

电磁起重机是利用电磁铁的作用来实现物体的搬运。电磁起重机装置在通电后，可以产生强大的电磁场，能轻松地搬运几十吨重的钢材或者其他类别的重物。电磁起重机本身的操作非常省力，只要保证在搬运重物的过程中有持续的供电即可，而且这种装置的制作工艺比较简单。同时，为了避免因断电导致重物掉落发生事故，一般在电磁起重机上会配备一个钢爪，在搬运过程中保证钢爪一直扣住重物。

三、结语

电磁场应用于磁悬浮列车时，可以减小列车与轨道之间的摩擦力；电磁场应用于电动机时，可以将电能转化为机械能，用于工业生产；当电磁场应用于起重机时，可以帮助搬运重物，且操作简单，安全可靠。由此可见，学好电磁场知识至关重要。

参考文献：

[1]张登玉，叶蕾，游开明.静电放电测试标准解析[J].教育论坛，2012，（3）.

[2]徐明明.电场和磁场是同一物质的不同表现形式[J].科技传播，2013，（7）.

[3]蔡建乐，袁晓俭，郑采星.谈电磁场的物质性[J].学周刊，2013，（3）.

（作者系湖北省武昌实验中学高三3班学生）