电流对磁场产生的影响

电流对磁场的影响

电流和磁场是物理学中两个重要的概念。电流是由电荷在导体中流动所形成的，而磁场则是由磁体或电流所产生的一种物理现象。电流对磁场有着重要的影响，本文将从不同角度探讨电流对磁场的影响。

一、安培定律

安培定律是描述电流对磁场产生的影响的基本原理。安培定律表明，电流在导体中形成的磁场的大小与电流的强度成正比。当电流通过导体时，会在周围产生一个磁场，这一磁场的大小和方向与电流的方向有关。根据安培定律，电流的增加会导致磁场的增强，而减小电流则会使磁场减弱。

二、电磁感应

电磁感应是指当电流通过导线时，会在附近的导体中诱导出电流的现象。根据法拉第电磁感应定律，电流的变化会引起磁场的变化，而磁场的变化又会诱导出感应电流。这种现象被广泛应用于变压器和发电机等电气设备中。电流对磁场的变化有着直接的影响，通过控制电流的强弱和方向，可以改变磁场的行为。

三、洛伦兹力

洛伦兹力是描述电流与磁场相互作用的基本原理。当电流通过导体时，会受到磁场的作用而受力。根据洛伦兹力的方向规律，电流方向与磁场方向垂直时，电流所受的力最大。这一现象被广泛应用于电动机和电磁铁等设备中，通过控制电流的大小和方向，可以实现对物体的操控和控制。

四、磁场对电流的影响

除了电流对磁场有影响外，磁场也可以对电流产生影响。当导体内部存在磁场时，电流会受到磁场力的作用而受到影响。根据洛伦兹力的方向规律，磁场方向与电流方向垂直时，电流所受的力最大。这一现象被广泛应用于磁流体悬浮列车和磁力疗法等领域，通过控制磁场的强弱和方向，可以实现对电流的控制和调节。

综上所述，电流对磁场有着重要的影响。根据安培定律，电流的增强会使磁场增强，减小电流则会使磁场减弱。电流的变化又会引起磁场的变化，而磁场的变化又会诱导出感应电流，从而实现了电磁感应。此外，电流会受到磁场力的作用而受到影响，磁场方向与电流方向垂直时，电流所受力最大。磁场也可以对电流产生影响，磁场方向与电流方向垂直时，电流所受力最大。这些影响使得电流和磁场之间产生了密切的联系和相互作用。

第ｌ６卷第９期　

２００８年９月　光学精密工程　

Ｏｐｔｉｃｓ　ａｎｄ　Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｖｏ１．１６　Ｎｏ．９　Ｓｅｐ．２００８　

文章编号　１００４—９２４Ｘ（２００８）０９—１７４６—０６　

脉冲磁场对神经元瞬时外向钾电流的影响　

林　凌　，贾方荣　，李　刚　，程立君　，乔晓艳　

（１．天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室，天津３０００７２；　

２．山西大学物理电子工程学院，山西太原０３０００６）　

摘要：实验研究了脉冲磁场对小鼠皮层细胞的瞬时外向钾离子通道的影响。采用频率为１５　Ｈｚ、强度为１．４　ｍＴ的超低　频脉冲磁场对小鼠的脑皮层神经细胞进行刺激，而后应用全细胞膜片钳技术测量其瞬时外向钾电流特性。实验发现，超　

低频脉冲磁场对瞬时外向钾电流Ｊ　有一定的抑制作用，脉冲磁场作用可显著地影响ｉＳＮ＿的激活，对照组和脉冲磁场作　用组通道半数激活电压分别为（１３．２５±２．２２）ｍＶ和（３ｏ．９８±４．１１）ｍＶ（ｎ一６，Ｐ＜０．０５），斜率因子分别为（２４．００±　

２．０５）ｍＶ和（２３．３０＿＋２．１３）ｍＶ（ｎ＝６，Ｐ＞Ｏ．０５）。结果表明，脉冲磁场作用皮层神经细胞可以改变其瞬时外向钾通道　的特性，调节神经元的生理功能。　

关键词：瞬时外向钾电流；膜片钳技术；脉；中磁场；生物效应；神经元　

中图分类号：Ｑ４２；Ｒ４５４．１　文献标识码：Ａ　

Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｐｕｌｓａｔｉｎｇ　ｍａｇｎｅｔｉｃ　ｆｉｅｌｄｓ　ｏｎ　ｎｅｕｒｏｎ　ｔｒａｎｓｉｅｎｔ　

ｏｕｔｗａｒｄ　ｐｏｔａｓｓｉｕｍ　ｃｈａｎｎｅｌ　

Ｉ　ＩＮ　Ｌｉｎｇ　，ＪＩＡ　Ｆａｎｇ—ｒｏｎｇ　，ＬＩ　Ｇａｎｇ　，ＣＨＥＮＧ　Ｌｉ—ｊｕｎ　。ＱＩＡＯ　Ｘｉａｏ—ｙａｎ　

（１．Ｓｔａｔｅ　Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ　Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，　

Ｔｉａｎｊｉｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ　３０００７２，Ｃｈｉｎａ；　

学霸讲堂-长安大学

1

恒定电流产生的磁场（稳恒磁场）

静电场 相对于观察者静止的电荷所激发的场 磁场 由运动电荷或电场的变化而产生的场

电荷↔

电场↔

电荷 电流↔

磁场↔

电流

理想化模型 点电荷q 理想化模型 电流元Idl

电场强度E 描述电场强弱和方向的基本物理量 磁感应强度

B 描述磁场强弱和方向的基本物理量

电场强度的

叠加原理 0

2

11

0=

4i

i

ii

iq

rπε

===∑∑

iEEr



对于连续带电体：0

2

04dq

rπεdE=r



0

2

04

Qdq

rπε∫E=r



毕奥-萨伐

尔定律 对于整个载流导体：

0

2

4Id

d

rµ

π×

=0

lr

B





0

2

4

LId

rµ

π×

=∫0

lr

B





电流元Idl

在某点产生的dB

的方

向满足右手螺旋法则

应用：

1. 将带电体分割成无限个

带电量为dq的电荷元

2. dqr（指向确定空间中

一点）

3. 确定dE

4. 若dE

与r

的方向相同，

直接积分=EdE∫

若dE

与r

的方向不同，

进行对称性分析

xyzdEdEdE=++∫∫∫∫dEijk

应用：

1. 将载流导体分割成无限个

电流元Idl

2. Idrl（指向空间确定中

一点）

3. 确定dB

4. 若dB

与r

的方向相同，

直接积分=BdB∫

若dB

与r

的方向不同，

进行对称性分析

xyzdBdBdB=++∫∫∫∫dBijk

介电常数

(电容率) 1. 真空介电常数(真空电容率)：

12212

08.8510CNmε−−−

≈×⋅⋅

2. 相对介电常数

0/

rEEε=（电介质）（真空）

3. 介电常数:

0=

rεεε

磁导率 1. 真空磁导率：

7

02410()NTm

AAµπ−⋅

=×或

2. 相对磁导率：

0/

rBBµ=（磁介质）（真空）

3. 磁导率：

0=

rµµµ

学霸讲堂-长安大学

2

电场线

(电力线) 物理意义：形象地描述电场强弱和走

向的一簇虚拟的线

性质：

（1） 起于正电荷（或无穷远）,终

磁场与电流的作用

磁场和电流之间有着紧密的关系。磁场是由电流产生的，并且电流在存在磁场的情况下也会受到磁场的影响。

1. 电流产生磁场：当电流通过导线时，会形成一个有方向的磁场环绕着导线。这个磁场的方向与电流的方向有关，在导线周围形成一个闭合的磁场线圈。这个现象被称为“安培环路定理”。

2. 磁场对电流的作用：磁场可以对通过其的电流施加力。根据洛伦兹力定律，当电流通过一个磁场时，会受到与电流方向垂直的力，即洛伦兹力。这个力的大小与电流强度和磁场强度有关。

3. 磁场对电流的方向有影响：根据右手定则，当电流通过一个磁场时，磁场会对电流的方向施加一个力矩，使得电流在磁场中发生偏转。这个定则可以用来确定电流受到磁场力的方向。

4. 电流产生磁场并产生相互作用：当多个导线中有电流通过时，它们各自产生的磁场会相互作用。这种相互作用可以导致导线之间的吸引或排斥，这是基于电磁感应原理的基础。

总的来说，磁场和电流之间的作用是相互的。电流可以产生磁场并受到磁场力的作用，而磁场则可以对电流施加力并改变电流的方向。这些相互作用是电磁学和电动力学的基础，并在电磁装置和电路中得到广泛应用。