電磁學

閃電係一種靜電放電，喺兩個帶電區域之間發生。

電磁學，粵拼：din6 ci4 hok6，係物理學嘅子領域，專門研究電磁力及其相關現象，好似係電磁波同電場咁。電磁力係一種力，喺帶電嘅粒子之間會產生，電磁力可見於電場、磁場同埋光等嘅物理現象嗰度，而且係宇宙嘅基本相互作用嘅其中一種－電磁力同強相互作用、弱相互作用以及重力一樣，唔係由其他力嗰度衍生出嚟嘅。

基礎概念

琥珀

内文：電荷同庫侖定律

電荷呢個概念，可以話係電磁學嘅基礎。電荷嘅特性，喺日常生活中都有機會觀察到。早喺古希臘嗰陣，古希臘人已經觀察到，攞毛皮等嘅材料用力捽一嚿嚿嘅琥珀，捽完之後，琥珀變到有能力吸起羽毛等輕嘅物體，呢種現象叫做摩擦起電效應。做咗大量實驗之後，電荷有兩種：正電荷同負電荷，而且同性相斥、異性相吸；靜止喺物體上嘅電荷，就叫做靜電。

及後透過一系列嘅實驗，可以發現庫侖定律。庫侖定律描述兩個帶電粒子之間嘅靜電力。設兩粒粒子分別帶電 q₁ 同 q₂，頗此之間相距 r，噉佢哋之間嘅力可以表達成：

$F=k_{\mathrm {e} }{\frac {q_{1}q_{2}}{r^{2}}}$

其中 $k_{\mathrm {e} }$ 係庫侖常數。呢條式表示，靜電力同兩粒粒子嘅電荷量成正比，同兩者之間嘅距離嘅平方成反比。兩粒粒子帶相反電荷就互相吸引，帶相同電荷就互相排斥。

古典理論

内文：古典電磁學

古典電磁學係電磁學上嘅理論框架，廿一世紀初嘅中學物理科通常主要教呢套理論。

古典電磁學係喺十九世紀期間成形嘅，由麥士維等嘅物理學家諗出嚟。古典電磁學用咗電荷、電場同埋電勢差等嘅概念，加上一連串牽涉呢啲變量嘅方程式，解釋同預測到好多同電磁力有關嘅現象，好似係電磁波咁。

電場

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内文：電場

有電荷存在，就會產生電場呢種力場：有帶電粒子存在嗰陣，根據庫侖定律，佢會對周圍嘅帶電粒子施力；定義上，力場可以想像成一種數學模型，可以用嚟描述空間每個位置會受到幾大、指向邊個方向嘅非接觸力。而某粒帶電粒子 $q_{1}$ 所產生嘅電場，符號係 ${\boldsymbol {E}}$ ，喺物理學上定義係

每單位電荷 $q_{0}$ 喺呢個電場入面會因為 $q_{1}$ 而受到嘅力。

即係話喺位置 ${\boldsymbol {x_{0}}}$ 嘅電場，定義上會係：

${\boldsymbol {E}}({\boldsymbol {x_{0}}})={{\boldsymbol {F}} \over q_{0}}$

將庫侖定律條向量式代入去，就會變成

${\boldsymbol {E}}({\boldsymbol {x}}_{0})=k_{\text{e}}q_{1}{\frac {{\boldsymbol {x}}_{0}-{\boldsymbol {x}}_{1}}{|{\boldsymbol {x}}_{0}-{\boldsymbol {x}}_{1}|^{3}}}$

電場仲可以視佢會唔會隨時間而改變，分做兩種：

• 靜電場係指唔會隨時間改變嘅電場。完美嘅靜電場並唔完全合乎現實，不過喺好多情況下，會將帶電嘅物體固定郁唔到所以分析呢嚿物體嘅行為嗰時，可以將嚿物體想像成靜態，並且將呢嚿物體施嘅電場想像成靜電場。
• 電動力場係指會隨時間改變嘅電場，譬如係因為該帶電粒子喺度郁動，而郁動定義上就係位置隨時間改變。對電動力場嘅分析會用到安培定律等進一步嘅概念同定律。

電壓

以下呢段係 an excerpt from 古典電磁學 § 電壓.[編輯]

内文：電勢、電勢差同電壓

睇埋：勢能

設有兩嚿帶電荷嘅物體喺空間中存在，佢哋喺對方身上施加靜電力。噉嘅話，如果要令帶電粒子移動同時唔改變其動能，外力需要作功，抵消電場所施加嘅力。兩點 $\mathbf {r} _{0}$ 同 $\mathbf {r} _{1}$ 之間嘅電勢差定義上係指

有外力作功，將一個單位嘅電荷，由 $\mathbf {r} _{0}$ 移去 $\mathbf {r} _{1}$ 度，同時粒電荷喺成個過程中動能冇變，

呢個過程中，每單位電荷所對應嘅電勢能變化，就謂之電勢差。首先，取作功嘅定義：

$W=\mathbf {F} \cdot \Delta \mathbf {r} \,$

留意呢度個 $\mathbf {F}$ 係指外力，而非電場施嘅力。按照呢條式，要將某帶電粒子 $q_{0}$，由 $\mathbf {r} _{0}$ 移去 $\mathbf {r} _{1}$ 度，期間 $q_{0}$ 嘅動能不變，過程中外力作嘅功 $W_{0}$，亦即係電勢能變化，就係：

$W_{0}={{\boldsymbol {F_{0}}}\cdot \Delta \mathbf {dr} }+{{\boldsymbol {F_{1}}}\cdot \Delta \mathbf {dr} }+{{\boldsymbol {F_{2}}}\cdot \Delta \mathbf {dr} }+...\,$

喺呢條式裡便，${\boldsymbol {F_{i}}}$ 數值上等如喺 $i$ 嗰點嘅靜電力，但兩者方向上相反，而 $\Delta \mathbf {dr}$ 則係一個數值差唔多等如 0 嘅無窮小量，簡單講係代表住兩點之間嘅距離嘅其中一極細橛。基於上述條式，要用外力作功，將電荷由電場中嘅一點移去第點，途中粒電荷動能不變，佢會釋放或者吸收電勢能，呢個電勢能變化 $V_{\mathbf {E} }$ 就係

$V_{\mathbf {E} }={{{\boldsymbol {F_{0}}} \over q_{0}}\cdot \Delta \mathbf {dr} }+{{{\boldsymbol {F_{1}}} \over q_{0}}\cdot \Delta \mathbf {dr} }+{{{\boldsymbol {F_{2}}} \over q_{0}}\cdot \Delta \mathbf {dr} }+...\,$

就係電勢差嘅定義。呢條式用積分噉嘅形式寫出嚟，會係

$V_{\mathbf {E} }=\int _{C}{{\boldsymbol {F}} \over q_{0}}\cdot \mathbf {dr} \,$

由於假定咗外力同靜電力大細相等，因此，代返電場條式落去，就會變成

$V_{\mathbf {E} }=\int _{C}\mathbf {E} \cdot \mathbf {dr} \,$

最後呢條式，用淺白嘅粵文講：兩個相距 ${\boldsymbol {\ell }}$ 咁遠嘅點，佢哋間嘅電勢差，等如佢哋之間嘅電場沿住佢哋之間嗰段距離喺數值上嘅「累積」；如果要一粒帶電粒子喺電場入便由一個點移去另一點，視乎佢係正抑或負以及係移動嘅方向，佢要釋放或者吸收電勢能。某點嘅電勢，係反映一個單位電荷，要由無限遠移到該點所需嘅功，當中假定無限遠嘅電勢為 0，而兩點間嘅電勢差，就反映緊將一個單位嘅電荷由電場入面嘅一個點移去另外嗰點，途中粒電荷動能唔變，所釋放或者吸收嘅電勢能，當中嘅每單位電荷嘅電勢能變化嘅值，定義上就係兩點間嘅電壓。

混沌理論

睇埋：混沌理論

概念一覽

電磁學上重要嘅概念一覽：

• 電場
• 電壓
• 電流
• 電阻抗
• 電容
• 電路：可以睇埋基爾霍夫電路定律。
• 磁場
• 磁化

相關學科

• 物理
• 電機工程
• 電子工程

睇埋

• 攝石
• 電工
• 神經元

書目

參考用嘅書：

• G.A.G. Bennet (1974). Electricity and Modern Physics (第2版). Edward Arnold (UK). ISBN 0-7131-2459-8.
• Jackson, John D. (1998). Classical Electrodynamics (第3版). Wiley. ISBN 0-471-30932-X.
• Moliton, André (2007). Basic electromagnetism and materials. 430 pages. New York City: Springer-Verlag New York, LLC. ISBN 978-0-387-30284-3.