电磁学公式速查手册
2025-04-15 18:05:33 3 举报AI智能生成
电磁学公式速查手册
作者其他创作
大纲/内容
静电学基础
库仑定律
力的计算公式
F = k q1 q2 / r^2
k为库仑常数，q1和q2为电荷量，r为电荷间距离
电场强度
E = F / q
F为作用力，q为测试电荷量
高斯定律
电通量
Φ = ∫E dA
E为电场强度，dA为面元向量
闭合曲面电通量
Φ = Q_enclosed / ε₀
Q_enclosed为闭合曲面内总电荷，ε₀为真空电容率
电势能与电势
电势能
U = k q1 q2 / r
U为电势能，q1和q2为电荷量，r为电荷间距离
电势
V = U / q
U为电势能，q为电荷量
电流与电路
欧姆定律
电流计算
I = V / R
V为电压，R为电阻
电阻串联
R_total = R1 + R2 + + Rn
R_total为总电阻，R1到Rn为各电阻值
电阻并联
1/R_total = 1/R1 + 1/R2 + + 1/Rn
R_total为总电阻，R1到Rn为各电阻值
基尔霍夫定律
节点定律
∑I_in = ∑I_out
I_in为流入节点电流，I_out为流出节点电流
环路定律
∑V = 0
V为环路中各段电压
电容器与电容
电容器储存能量
E = 1/2 C V^2
C为电容，V为电压
串联电容
1/C_total = 1/C1 + 1/C2 + + 1/Cn
C_total为总电容，C1到Cn为各电容值
并联电容
C_total = C1 + C2 + + Cn
C_total为总电容，C1到Cn为各电容值
磁学基础
安培定律
磁场线积分
∮B dl = μ₀ I_enclosed
B为磁场强度，dl为微小线段，μ₀为真空磁导率，I_enclosed为闭合路径内总电流
磁通量
Φ = ∫B dA
B为磁场强度，dA为面元向量
法拉第电磁感应定律
感应电动势
ε =dΦ/dt
Φ为磁通量，t为时间
感应电流
由感应电动势产生，遵循楞次定律
洛伦兹力
带电粒子在磁场中的力
F = q v × B
F为力，q为电荷量，v为速度向量，B为磁场强度
带电粒子在电场中的力
F = q E
F为力，q为电荷量，E为电场强度
电磁波与辐射
麦克斯韦方程组
电场的散度
∇ • E = ρ / ε₀
E为电场强度，ρ为电荷密度，ε₀为真空电容率
磁场的散度
∇ • B = 0
B为磁场强度
电场的旋度
∇ × E =∂B/∂t
E为电场强度，B为磁场强度，t为时间
磁场的旋度
∇ × B = μ₀ J + ε₀ ∂E/∂t
B为磁场强度，J为电流密度，E为电场强度，μ₀为真空磁导率，ε₀为真空电容率
电磁波方程
电磁波传播
c = 1/√(μ₀ ε₀
c为电磁波在真空中的速度
电磁波能量密度
u = 1/2 ε₀ E^2 + B^2 / μ₀
E为电场强度，B为磁场强度
辐射公式
辐射功率
P = I A
I为辐射强度，A为面积
辐射强度
I = P / Ω
P为辐射功率，Ω为立体角
电磁感应与交流电
交流电基本概念
交流电的频率
f = 1/T
f为频率，T为周期
交流电的有效值
Vrms = Vpeak / √2
Vrms为有效值，Vpeak为峰值电压
交流电路的阻抗
电阻、电感、电容的阻抗
Z_R = R
Z_L = jωL
Z_C = 1/(jωC
Z为阻抗，R为电阻，L为电感，C为电容，ω为角频率，j为虚数单位
阻抗的串联与并联
串联阻抗
Z_total = Z1 + Z2 + + Zn
Z_total为总阻抗，Z1到Zn为各阻抗值
并联阻抗
1/Z_total = 1/Z1 + 1/Z2 + + 1/Zn
Z_total为总阻抗，Z1到Zn为各阻抗值
电磁感应的应用
变压器原理
V_p / V_s = N_p / N_s
V_p和V_s分别为原副线圈电压，N_p和N_s分别为原副线圈匝数
发电机原理
ε =N dΦ/dt
ε为感应电动势，N为线圈匝数，Φ为磁通量，t为时间
电磁学实验与测量
电荷与电场测量
静电计
用于测量电荷量
电场探针
用于测量电场强度
电流与电压测量
万用表
用于测量电压、电流和电阻
示波器
用于观察电压和电流随时间变化的波形
磁场测量
霍尔效应传感器
用于测量磁场强度
磁通计
用于测量磁通量
电磁波测量
天线
用于发射和接收电磁波
频谱分析仪
用于分析电磁波的频率成分
实验技巧与安全
接地与屏蔽
防止静电干扰和电磁干扰
安全操作规程
防止触电和设备损坏
光学成像规律总结
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