云南云维集团 电仪公司 黄兆荣
摘要：本文作者通过对一些电场、磁场现象分析，总结了一些关于电场、磁场形成的规律。
关键词：电荷 电场 磁场 磁粒子 波动
Inquire into Electricl field And Magnetic field
(YunNan Yunwei co;ltd YunNanQujing Huang-Zhao-Rong)
Abstract:The writer alwaysis phenomenon of electriclal field andmagnetic field by hisself look in the work and five;catch a production rule about electricl field and magnetic field .
Keywords:Charge；Electricl field；Magentic field；Magnetism particle; fluctuation.
一、概述：
教科书对电流的形成是这样
叙述的：大量自由电子的定向漂移运动形成金属导体中的电流，有电流就会在导体周围产生对地的电场，或对其它电位产生电场，同时还会产生磁场。而我们都知道世界上的物质是由分子或原子组成，电子绕原子核转，同时还自转。电子不会被原子核吸住，也不会与其它电子碰撞，这说明电子的运动空间很大，那么这些空间中存在什么物质呢？它是怎样使电子的负电和原子核的正电不消失呢？如果是自由电子漂移，那么电子要克服原子核的引力才能成为自由电子，引力分为电磁引力和万有引力两种。以铜为例说明要使电子定向漂移运动所需要的能量。
构成原子的微粒--------电子、质子和中子的基本数据：
微粒 电子质子中子
质量(kg)9.109×10-311.673×10-271.675×10-27
相对质量0.0054841.0071.008
电量(C)1.602×10-191.602×10-190
电荷-1+10
铜的原子量为63.546，原子半经为135pm，价电子排布为3d104s1，电子在每能级的排布是2、8、18、1，电阻率是1.5*10-8(00C时),它的第-电离能为745.5KJ/mol，第二电离能为1957.9KJ/mol。笫-电离能是气态原子失去-个电子成为一价气态正离子所需的最低能量。在固态状态下失去一个电子所需要能量更高。
1摩尔铜(63.546克)含有6.022*1023个原子，按气态计算，每个原子失去一个电子，则—摩尔需要745.5KJ。而将—摩尔物质铜生产成面积为2.5mm2 的导线，那么长为284.95cm。那么铜的电阻为：
R = PL/S = 1.5*10-8 * 2.8495 /2.5 = 1.7?
两端加5V电压时的电流为：
I = U/R 5/1.7 = 2.94 (A)
损失功耗为：
Q = 0.24 *I2Rt = 0.24*2.942*1.7*1 = 3.527 (卡)
1(卡)= 4.186 (J)
Q = 3.527 * 4.186 = 14.76 (J)
那么1摩尔铜线2.5mm2损耗 14.76焦耳，而笫—电离能是745.5KJ/mol。所以我认为电流不是大量自由电子定向漂移运动所致，而是大量电子定向波动所致。大量电荷定向波动就把电源处的电能传到目的地。电流越大，波动电荷数就越多。电压越高，波动的幅度就越大。
电流密度：单位截面面积通过的电流。同一导线在不同的场合选择数值不一样，以铜为例说明，以1摩尔质量制成2.5 * 2.5 *2.5 mm3的绝缘线为例。导架空导线选10安/mm2，绝缘线选5A/mm2，绕组线选2~2.5A/mm2 。
V = 2.5 *2.5 *2.5 = 15.625 mm3
质量为：m = 0.015625 *8.94 = 0.13937克
摩尔数为：0.13937 / 63.546 = 0.0021932mol
原子数为：0.0021932 * 6.022 1023 = 0.0132 *1023 = 1.32 * 1021
总电荷量为：1.32 * 1021 *1.602 *10-19 = 2.11464 *103 库
I = 2.11464 *103 库/1秒 = 2114.64A
如果是自由电子定向漂移运动，则2.5mm2的电流可达2114.64安，所以又一次说明电流不是自由电子定向漂移运动，只是电荷定向波动而矣。
二、电场：
而笔者根据多年的实践认为是电荷波动产生电场，电场是一种物质，是高电位与低电位之间电荷放电形成电流的一种形式。到了一定电压时电场会向外放电，并发出“兹兹”的声音，放电到一定距离时消失，不再放电了。根据能量守恒定律，电场在导线周围电场的能量越高，随着距离增加，能量向四周辐射能量迅速降低，直到为零。高、低电位之间的距离较短时，就会发出很大的放电声音，且发光，光的颜色与电压高低有关，电压越高，光的颜色越接近紫色，电压越低，光的颜色越红。电压越高，电场放电越不留痕迹，电压越低，越留黑色的痕迹。笔者曾用光滑的铜棒，多种钢芯铝绞线做过试验，结果是物体越大越光滑的放电电压越高，反之也成立。同样大小的棒材或导线，越光滑越难放电，放电电压越高。导线的股数越多，放电电压越高。有些放电不是正对放电(短距离)，而是斜放电。放电会产生臭氧，与紫光照射大气所产生臭氧一致，所以电场具有紫光之特性。外表面曲率越大集中电荷越多，即导体越尖，集中电荷越多，产生电场越强，使得空气中少数离子高速运动，碰撞空气分子，使更多空气分子电离，这时空气成为导体，于是有了尖端放电现象。避雷针也属于尖端放电，当空气中带有电荷的漂浮物靠近避雷针，空气电离成为导体，通过尖端将电荷引入大地，使雷电在土层中放电，所以避雷针又成为引雷针。电场遇到绝缘物时，能迅速阻档电场向四周放电。
睛天在110KV高压线路下偶然能听到放电声，在35KV线路下是听不到放电声，220KV线路下是随时都能听到放电声的。细雨天气，小鸟接近110KV高压线旁平行飞行不到两米，小鸟就被击落，这种情况我们看出两次。而在低压线旁平行飞行小鸟就平安无事。
有—天晚上，笔者与同事做电流互感器的交流耐压试验时发现，一放电粒子不走直线入地，而是走如图1中的轨迹，行走距离是直线的2 ~3倍。 不论是从电场力还是从重力方面分析，它都应该走直线入地。由此可见电场中的一些情况我们还不完全清楚。
二、磁场：
大家知道，电场和磁场是形影不离，这句话不全对，前面应加一个条件，在有金属导体的条件下，电场与磁场形影不离，永久磁铁的磁场就单独存在的。在自然环境中，磁铁对地电压也不比其它金属对地电压高，很多的金属对地电压都比磁铁高，且磁铁的直流电阻比金属的直流电阻大。磁铁的成份是Fe3O4，它不是-种氧化物，而是-种铁酸亚铁盐，磁场的产生请参阅作者写的《探讨磁场》—文
磁场是磁粒子的集合，磁粒子是无处不有的，宇宙和自然界到处都有，金属也不例，也存在大量的磁粒子。对一具体的导线而言，它的体积是不变的，电场(100%，纯电场)占领导体导线，那就没有磁场。100%磁场占领导体导线，就沒有电场。电场和磁场是两种不同的物质，物质要转换是有条件，如化学反应等。事实上两种物质是不能转换的。只是—个比例关系。在一根通电导线中，磁粒子就是电场的绊脚石，即阻档了电场传输容量，电场在导线传输中，电场将磁粒子挤压出来，即形成磁场。
三、电场、磁场转换关系：
电场是—种物质，而磁场是另—种物质，电场物质、磁场物质是两种不同的物质，不同物质要在特定的条件下才能转换的，在空气中是不可能转换的。就像氧气要转换成氮气能随便在空气中转换，磁粒子不能转换成电场物质，电场物质也不能转换成磁粒子。这两种物质只是能量或动量的传递，互相传递能量或动量。能量或动量的传递只能依托金属等导电物质，具体请参阅作者写的《发电机转子改造的探讨》—文。
四、结束语：
上述论述表明：电场、磁场是两种不同的物质，电场和磁场在金属导体存在的条件下，可同时存在。两种物质不可以相互转换，但可以相互传递能量或动量，磁场可以单独存在。
五、参考文献：
1、《工厂常用电气设备手册》编写组 [工厂常用电气设备手册] 水利电力出版社 1984年11月第-版
2、天津大学编 [电力系统继电保护原理] 电力工业出版社 1980年6月第一版
3、东北工学院 耿 毅 主编 [工业企业供电] 冶金工业出版社 1985年11月第一版
4、严导淦编 [物理学] 高等教育出版社 1982年6月第—版
5、芜湖机械学校 主编 [电机原理及应用] 机械工业出版社 1979年1月出版
2007 11 5 19
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