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太陽發電機

指数 太陽發電機

太陽發電機(Solar dynamo)是太陽磁場引起的物理過程。太陽像許多其它天體,如地球一樣,是整體被磁場滲透的偶極體。依據安培定律,偶極場是電流在恆星內部深處成片狀流動導致的,電流因為太陽在不同層次以不同速率轉動,並且太陽也是很好的導電體(遵循磁流體動力學),而形成片狀(物質的延展)。.

11 关系: 偶極子場線太陽太陽週期安培定律導體差旋層地球磁場电流楞次定律

偶極子

在電磁學裏,有兩種偶極子(dipole):電偶極子是兩個分隔一段距離,電量相等,正負相反的電荷。磁偶極子是一圈封閉循環的電流,例如一個有常定電流運行的線圈,稱為載流迴路。偶極子的性質可以用它的偶極矩描述。 電偶極矩(\mathbf)由負電荷指向正電荷,大小等於正電荷量乘以正負電荷之間的距離。磁偶極矩(\mathbf)的方向,根據右手法則,是大拇指從載流迴路的平面指出的方向,而其它手指則指向電流運行方向,磁偶極矩的大小等於電流乘以線圈面積。 除了載流迴路以外,電子和許多基本粒子都擁有磁偶極矩。它們都會產生磁場,與一個非常小的載流迴路產生的磁場完全相同。但是,現時大多數的科學觀點認為這個磁偶極矩是電子的自然性質,而非由載流迴路生成。 永久磁鐵的磁偶極矩來自於電子內稟的磁偶極矩。長條形的永久磁鐵稱為條形磁鐵,其兩端稱為指北極和指南極,其磁偶極矩的方向是由指南極朝向指北極。這常規與地球的磁偶極矩恰巧相反:地球的磁偶極矩的方向是從地球的地磁北極指向地磁南極。地磁北極位於北極附近,實際上是指南極,會吸引磁鐵的指北極;而地磁南極位於南極附近,實際上是指北極,會吸引磁鐵的指南極。羅盤磁針的指北極會指向地磁北極;條形磁鐵可以當作羅盤使用,條形磁鐵的指北極會指向地磁北極。 根據當前的觀察結果,磁偶極子產生的機制只有兩種,載流迴路和量子力學自旋。科學家從未在實驗裏找到任何磁單極子存在的證據。.

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場線

場線是由向量場和初始點設定的軌跡。在空間裏,向量場在每一個位置,都設定了一個方向。只要按照向量場在每一個位置所指的方向來追蹤路徑,就可以素描出正確的場線。更精確地說,場線在每一個位置的切線必須平行於向量場在那一個位置的方向。 在空間內,由於,伴隨著每一個點的向量,組合起來,構成了向量場,場線可以說是一個專為向量場精心打造的顯像工具,能夠清楚地顯示出向量場在每一個位置的方向。假若向量場描述的是一個速度場,則場線跟隨的是流體的流線。在磁鐵的四周灑散鐵粉,可以清楚地顯示出磁場的磁場線。靜電荷的場線稱為電場線,從正電荷往外擴散,朝著負電荷聚集。 對於一個向量場,假若能夠完整地描述其所有的場線,那麼,這向量場在每一個位置的方向已完全地被設定了。為了同時表示出向量場的大小值,必須變化場線的數量,使得場線在任意位置的密度等於向量場在那位置的大小值,也就是說單位面積所含的場線越多,則向量場越強,反之則向量場越弱。 場線的圖案能夠用來表達某些重要的向量微積分概念。場線從某一個區域的往外擴散或往內聚斂可以表達散度。場線的螺旋圖案可以表達旋度。 雖然大多數時候,場線只是一個數學建構,在某些狀況,場線具有實際的物理意義。例如,在電漿物理學裏,處於同一條場線的電子或離子會強烈地相互作用;而處於不同場線的粒子,通常不會相互作用。 1851年,法拉第提出了場線的概念。.

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太陽

#重定向 太阳.

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太陽週期

太陽週期,或是太陽磁場活動週期是太陽的各種現象,包括太空天氣後面的動態引擎和能量來源。通過氫磁流體發電機的程序供給的能量,誘導太陽內部的流動,形成太陽週期。.

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安培定律

安培定律(Ampère's circuital law),又稱安培環路定律,是由安德烈-瑪麗·安培於1826年提出的一條靜磁學基本定律。安培定律表明,載流導線所載有的電流,與磁場沿著環繞導線的閉合迴路的路徑積分,兩者之間的關係為 其中,\mathbb是環繞著導線的閉合迴路,\mathbf是磁場(又稱為B場),d\boldsymbol是微小線元素向量,\mu_0是磁常數,I_是閉合迴路\mathbb所圍住的電流。 1861年,詹姆斯·馬克士威又將這方程式重新推導一遍,使得符合電動力學條件,並且發表結果於論文《論物理力線》內。馬克士威認為,含時電場會生成磁場,假若電場含時間,則前述安培定律方程式不成立,必須加以修正。經過修正後,新的方程式稱為馬克士威-安培方程式,是馬克士威方程組中的一個方程式,以積分形式表示為 其中,\mathbb是邊緣為\mathbb的任意曲面,\mathbf是穿過曲面\mathbb的電流的電流密度,\mathbf是電位移,d\mathbf是微小面元素向量。.

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導體

導體(conductor)為能夠讓電流通過的材料,依其導電性,能夠細分為超導體、導體、半導體及絕緣體。在科學及工程上常用利用歐姆來定義某材料的導電程度。它们使電力極容易地通过它们。例如:金属、人体、大地、石墨、食鹽水溶液等都是導電體。 當電流在導體內流過時,事實上是因為導體內的自由电荷(在金属中的自由电荷是电子,而在溶液中的自由电荷则为阴、阳產生漂移而造成的,根據材料的不同,自由电荷的漂移方式也不相同:在超導體中,電子幾乎不受原子核的干擾而能夠快速移動;而在導體內電子的移動受限於該材料所造成的電子海的能階大小;而在半導體內,電子能夠移動是因為電子-空穴效應;而絕緣體則是電子受限於分子所構成的共價鍵,使得電子要脫離原子是非常困難的事。因此,沒有絕對絕緣的絕緣體,只要有足夠大的能量就可以使電子得以通過某絕緣體。 Category:材料 Category:熱力學 Category:電學.

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差旋層

差旋層是內部的輻射層和外面有著較差自轉的對流層之間的過渡區域,他位在太陽半徑外側的三分之一處。非常迅速的轉速變化導致這個地區有很大的切變。對流帶的表面像是一般的流體,有著極區轉得較慢,赤道轉得較快的較差自轉。內部的輻射帶展現出固體的轉動,可能是因為化石場,通過內部的自轉速率大約等同於中緯度的自轉速率,級旋轉速率介於較慢的級區和較快的赤道之間的速率。來自日震學的最近結果指出,差旋層位於0.7太陽半徑處 (從核心量起,表面是1太陽半徑),厚度是0.04太陽半徑。這意味著有很大的剪切剖面,這是一種可以形成很大規模磁場的方法。差旋層的幾何和寬度在太陽發電機的模型中扮演著重要的角色,經由重疊纏繞微弱的極向場可以創造出非常強大的環形場。差旋層這個專門術語是愛德華·史派格和Jean-Paul Zahn在1992年的一篇論文中新創的,類比於海洋學的溫躍層。.

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地球

地球是太阳系中由內及外的第三顆行星,距离太阳约1.5亿公里。地球是人類已知宇宙中唯一存在生命的天体,也是人類居住的星球,共有74.9億人口。地球质量约为5.97×1024公斤,半径约6,371公里,密度是太阳系中最高。地球同时进行自转和公转运动,分别产生了昼夜及四季的变化更替,一太陽日自转一周,一太陽年公转一周。自转轨道面称为赤道面,公转轨道面称为黄道面,两者之间的夹角称为黄赤交角。地球仅擁有一顆自然卫星,即月球。 地球表面有71%的面积被水覆盖,称为海洋或可以成为湖或河流,其余是陆地板块組成的大洲和岛屿,表面分布河流和湖泊等水源。南极的冰盖及北极存有冰。主體包括岩石圈、地幔、熔融态金属的外地核以及固态金属的內地核。擁有由外地核產生的地磁场。外部被氣體包圍,称为大氣層,主要成分為氮、氧、氬。 地球诞生于约45.4亿年前,42億年前開始形成海洋。并在35亿年前的海洋中出现生命,之后逐步涉足地表和大气,并分化为好氧生物和厌氧生物。早期生命迹象产生的具體证据包括格陵兰岛西南部中拥有约37亿年的历史的石墨,以及澳大利亚大陆西部岩石中约41亿年前的 Early edition, published online before print.。此后除去数次生物集群灭绝事件,生物种类不断增多。根据学界测定,地球曾存在过的50亿种物种中,已经绝灭者占约99%,据统计,现今存活的物种大约有1,200至1,400万个,其中有记录证实存活的物种120万个,而余下的86%尚未被正式发现。2016年5月,有科学家认为现今地球上大概共出现过1--种物种,其中人类正式发现的仅占十万分之一。2016年7月,科学家称现存的生物共祖中共存在有355种基因。地球上有约74亿人口,分成了约200个国家和地区,藉由外交、旅游、贸易、传媒或战争相互联系。.

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磁場

在電磁學裡,磁石、磁鐵、電流及含時電場,都會產生磁場。處於磁場中的磁性物質或電流,會因為磁場的作用而感受到磁力,因而顯示出磁場的存在。磁場是一種向量場;磁場在空間裡的任意位置都具有方向和數值大小更精確地分類,磁場是一種贗矢量。力矩和角速度也是準向量。當坐標被反演時,準向量會保持不變。。 磁鐵與磁鐵之間,通過各自產生的磁場,互相施加作用力和力矩於對方。運動中的電荷亦會產生磁場。磁性物質產生的磁場可以用電荷運動模型來解釋基本粒子,像電子或正子等等,會產生自己內有的磁場,這是一種相對論性效應,並不是因為粒子運動而產生的。但是,對於大多數狀況,這磁場可以模想為是由粒子所載有的電荷因為旋轉運動而產生的。因此,這相對論性效應稱為自旋。磁鐵產生的磁場主要是由內部未配對電子的自旋形成的。。 當施加外磁場於物質時,磁性物質的內部會被磁化,會出現很多微小的磁偶極子。磁化強度估量物質被磁化的程度。知道磁性物質的磁化強度,就可以計算出磁性物質本身產生的磁場。產生磁場需要輸入能量,當磁場被湮滅時,這能量可以再回收利用,因此,這能量被視為儲存於磁場。 電場是由電荷產生的。電場與磁場有密切的關係;含時磁場會生成電場,含時電場會生成磁場。馬克士威方程組描述電場、磁場、產生這些向量場的電流和電荷,這些物理量之間的詳細關係。根據狹義相對論,電場和磁場是電磁場的兩面。設定兩個參考系A和B,相對於參考系A,參考系B以有限速度移動。從參考系A觀察為靜止電荷產生的純電場,在參考系B觀察則成為移動中的電荷所產生的電場和磁場。 在量子力學裏,科學家認為,純磁場(和純電場)是虛光子所造成的效應。以標準模型的術語來表達,光子是所有電磁作用的顯現所依賴的媒介。對於大多數案例,不需要這樣微觀的描述,在本文章內陳述的簡單經典理論就足足有餘了;在低場能量狀況,其中的差別是可以忽略的。 在古今社會裡,很多對世界文明有重大貢獻的發明都涉及到磁場的概念。地球能夠產生自己的磁場,這在導航方面非常重要,因為指南針的指北極準確地指向位置在地球的地理北極附近的地磁北極。電動機和發電機的運作機制是倚賴磁鐵轉動使得磁場隨著時間而改變。通過霍爾效應,可以給出物質的帶電粒子的性質。磁路學專門研討,各種各樣像變壓器一類的電子元件,其內部磁場的相互作用。.

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电流

電流(courant électrique; elektrischer Strom; electric current)是电荷的平均定向移动。电流的大小称为电流强度,是指单位时间内通过导线某一截面的电荷,每秒通过1库仑的電荷量稱为1安培。安培是國際單位制七個基本單位之一。安培計是專門測量電流的儀器 。 有很多種承載電荷的載子,例如,導電體內可移動的電子、電解液內的離子、電漿內的電子和離子、強子內的夸克。這些載子的移動,形成了電流。 有一些效應和電流有關,例如電流的熱效應,根據安培定律,電流也會產生磁場,馬達、電感和發電機都和此效應有關。.

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楞次定律

在電磁學裏,楞次定律(Lenz's law)能夠找到由电磁感应產生的电动势和感應電流的方向。對於電磁感應所涉及的非保守力,這定律可以視為能量守恆定律的延伸。楞次定律是由德国物理学家海因里希·楞次在1834年发现的,其内容为 : 只使用法拉第電磁感應定律,並不容易決定感應电流方向。楞次定律給出了一種既簡單又直觀地能夠找到感應電流方向的方法。.

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