最重要的电动力学定律，简明易懂
电动力学在现代世界的重要性主要与它为通过长距离电线传输电能、分配方法和将电能转换成其他形式开辟了广泛的技术可能性有关，—— 机械、热、光等
发电厂产生的电能通过数英里的电力线传输到家庭和工业设施，在那里电磁力驱动各种设备、家用电器、照明、加热设备等的电机。总之，无法想象现代经济和没有墙上没有插座的单人房。
所有这一切之所以成为可能，全赖电动力学定律的知识，它允许将理论与电力的实际应用联系起来。在本文中，我们将仔细研究其中四个最实用的定律。
电磁感应定律
电磁感应定律不仅是安装在发电厂中的所有发电机运行的基础。但这一切都始于一种几乎无法察觉的电流，迈克尔·法拉第 (Michael Faraday) 于 1831 年在一项关于电磁铁相对于线圈运动的实验中发现了这一点。
当法拉第被问及他的发现的前景时，他将他的实验结果比作一个尚未长大的孩子的出生。很快，这个新生儿成为了真正的英雄，改变了整个文明世界的面貌。看—— 电磁感应定律的实际应用
德国历史悠久的水力发电厂的发电机
现代电厂发电机 它不仅仅是一个带磁铁的线圈。它是一个巨大的结构，包含钢结构、许多绝缘铜母线线圈、成吨的铁、绝缘材料，以及大量制造精度低至毫米的小零件。
在自然界中当然找不到如此复杂的装置，但大自然通过实验向人们展示了该装置在可用外力的作用下如何通过机械运动产生电能。
发电厂产生的电力经过转换、分配和再次转换，这要归功于 电力变压器，其工作也是基于电磁感应现象，与发电机不同，只有变压器在其设计中不包括不断运动的部件，而是包含带线圈的磁路。
交流绕组（初级绕组）作用于磁路，磁路作用于次级绕组（变压器的次级绕组）。来自变压器次级绕组的电力现在分配给消费者。所有这一切都归功于电磁感应现象和相应的电动力学定律的知识，该定律被称为法拉第。
电磁感应定律的物理意义是当磁场随时间变化时出现涡流电场，这恰恰发生在工作的变压器中。
实际上，当穿过导体边界表面的磁通量发生变化时，在导体中感应出一个电动势，其值等于磁通量的变化率（F），而感应电动势的符号与变化率 F 相反。这种关系也称为“流规则”：
除了直接改变穿过环路的磁通量之外，还有另一种在环路中获得 EMF 的方法，- 使用洛伦兹力.
如您所知，洛伦兹力的大小取决于电荷在磁场中的移动速度、磁场感应的大小以及给定电荷相对于感应矢量移动的角度磁场：
正电荷的洛伦兹力的方向由“左手”规则确定：如果您将左手放在手掌上，使磁感应矢量进入手掌，并且伸出的四根手指放在运动的方向上正电荷，然后弯曲 90 度的拇指将指示洛伦兹力的方向。
这种情况的最简单示例如图所示。在这里，洛伦兹力导致在磁场中移动的导体（例如，一根铜线）的上端带正电，而其下端带负电，因为电子带负电荷，是它们在这里移动.
电子将向下移动，直到它们之间的库仑吸引力与导线另一侧的正电荷平衡洛伦兹力。
这个过程导致导体中出现感应电动势，事实证明，它与电磁感应定律直接相关。实际上，导线中的电场强度E可由下式求出（假设导线运动方向与矢量B成直角）：
因此，感应的电动势可以表示如下：
可能会注意到，在给定的示例中，磁通量 F 本身（作为物体）不会发生空间变化，但导线穿过磁通量所在的区域，您可以轻松计算出导线穿过的面积通过在给定时间内移动通过该空间区域（即上述磁通量的变化率）。
在一般情况下，我们有权得出结论，根据“通量规则”，电路中的 EMF 等于通过该电路的磁通量的变化率，取相反的符号，无论值是否由于位移（穿过磁通量）或环路变形或两者兼而有之，磁通量 F 会因固定环路中磁场随时间的变化而直接变化。
安培定律
发电厂产生的能量有很大一部分被输送到企业，为各种金属切削机械的发动机提供电力。电动机的运行基于其设计者的理解 安培定律.
该定律由安德烈·玛丽·安培 (Andre Marie Ampere) 于 1820 年针对直流电创建（此定律也称为电流相互作用定律并非巧合）。
根据安培定律，电流同向的平行导线相互吸引，电流方向相反的平行导线相互排斥。此外，安培定律指的是确定磁场作用在给定磁场中的载流导体上的力的经验法则。
简而言之，安培定律可以表述如下：磁场作用在磁场中载流导体的一个元件上的力（称为安培力）与导体中的电流量成正比和磁感应值的导线长度元素的向量积。
因此，求安培力模数的表达式包含该力作用于导体中的磁感应矢量与电流矢量之间夹角的正弦值（要确定安培力的方向，可以使用左手定则):
应用于两个相互作用的导体，安培力将作用在每个导体上的方向取决于这些导体中电流的各自方向。
假设真空中有两条无限长的细导体，电流分别为 I1 和 I2，各处导体之间的距离都等于 r。需要找出作用在单位长度导线上的安培力（例如，第一根导线在第二根导线的一侧）。
根据 Bio-Savart-Laplace 定律，在与电流为 I2 的无限导体的距离为 r 处，磁场将产生感应：
现在您可以找到作用在位于磁场中给定点（具有给定感应的位置）的第一根电线上的安培力：
对这个表达式在长度上积分，然后用一个代替长度，我们得到第一根导线在第二根导线一侧每单位长度作用的安培力。一个类似的力，只是方向相反，将从第一根导线的一侧作用在第二根导线上。
如果不了解安培定律，就不可能定性地设计和组装至少一台普通电动机。
焦耳-楞次定律
所有电能 传输线，导致这些电线升温。此外，大量电能用于为各种加热设备供电，将钨丝加热到高温等。电流热效应的计算基于 Joule-Lenz 定律，该定律于 1841 年由 James Joule 发现，并于 1842 年由 Emil Lenz 独立发现。
该定律量化了电流的热效应。它的公式如下：“当直流电流在介质中流动时，介质每单位体积（w）释放的热量的功率与电流密度（j）与电场强度值的乘积成正比(E) «。
对于细线，使用该定律的积分形式：“单位时间从电路的某个部分释放的热量与所考虑部分的电流的平方与该部分的电阻的乘积成正比。 » 写成如下形式：
焦耳-楞次定律在通过长距离电线传输电能方面具有特别重要的实际意义。
结论是电流对电源线的热效应是不可取的，因为它会导致能量损失。并且由于传输功率线性地取决于电压和电流大小，而加热功率与电流的平方成正比，因此增加传输电力的电压，相应地减少电流是有利的。
欧姆定律
电路基本定律—— 欧姆定律，由乔治·欧姆于 1826 年发现。……定律根据导线的电阻或电导率（电导率）决定电压与电流的关系。用现代术语来说，完整电路的欧姆定律如下：
r — 源内阻，R — 负载电阻，e — 源电动势，I — 电路电流
从这个记录可以看出，源电流流过的闭合电路中的 EMF 将等于：
这意味着对于闭合电路，源电动势等于外部电路的电压降与源的内阻之和。
欧姆定律表述如下：“电路中某一部分的电流与其两端的电压成正比，与该部分电路的电阻成反比。”欧姆定律的另一种表示法是电导 G（电导率）：
