纵横四维恒相对——电磁学:电与磁的前世今生——2024年第六期“电力之光大讲堂”精彩回顾

学术   2024-11-08 17:33   北京  


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11月7日,2024年第六期“电力之光大讲堂”播出了由四川大学电气工程学院院长肖先勇带来的专题讲座——《纵横四维恒相对——电磁学:电与磁的前世今生》。肖先勇教授用严谨的科学态度、深入浅出的讲解方式和生动的实例,讲解了电磁学四大核心领域相关理论基础,串起科技发展脉络,传播了“向基础理论前沿迈进半步,向工程技术难题挺进一步”的创新理念,带领大家探究由电磁能量和信号驱动的电气工程与电子技术的奥妙。

本期回放视频


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电与磁的最初认识


电与磁现象是人类探索自然的一个重要方面。电,随着宇宙诞生之初就已存在。约3000年前,中国古代通过观察雷电认识到了电。2500年前,古希腊人泰勒斯发现用毛皮摩擦琥珀后,琥珀就产生了静电,具有了吸引灰尘、羽毛等轻小物体的能力,认识到“电”的存在。英语中表示“电”的词根“electr-”就源自希腊语表示“琥珀”的名词“elektron”。从此,电这个概念开始登场。
而对于磁的认识,早在春秋战国时期,我国便有对于磁石的相关记载,如:《管子·地数篇》记载根据矿苗找矿的经验,记录为“山上有慈石(即磁石)者,其下有铜金”;《吕氏春秋·季秋纪·精通》中,“慈石召铁,或引之也”的记载表明了磁石的特性。人们发现磁石能吸起铁,又称磁铁,具有同极性排斥,异极性吸引的特点。古人通过实践、观察、探索、理解等方法认识了电与磁,人类对电与磁现象的认识促进了科学技术的快速进步。









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电与磁科学技术领域的中国贡献


面对电与磁,人类的认知经历了漫长过程,极大推动了人类进步。在电与磁科学、技术领域,中国贡献越来越不可忽视。近年来,中国涌现出一大批科学家:如电力系统自动化专家沈国荣;稳定性理论及电力系统自动化专家薛禹胜;电网工程专家、直流输电专家李立浧;电力系统电力电子技术专家汤广福等,都分别在电力的保护、安稳、特高压和柔直领域做出了重要贡献。

此外,我国的多项电力技术也处于世界领先地位。例如,在能源电力领域,柔性直流输电技术是构建新型电力系统、实现能源低碳转型的战略性关键技术。2022年北京冬奥会场馆历史性地实现100%绿电供应。“张北的风点亮北京的灯”,由畅想变为现实。



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电场与磁场有何不同?


电场和磁场是两种不同的物理场,它们有着不同的性质和作用。电场主要由电荷产生,影响带电粒子的运动;而磁场则主要由电流或磁性物质产生,对磁性物质和电流产生作用。从力的方向上看,电场力的方向总是与电场线的方向一致或相反,具体取决于电荷的正负。而磁场力则垂直于磁感线和电流的方向,形成了一个独特的矢量关系。也就是说,电场正起负止,走完全程;而磁场从北到南,穿过内部。






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电力之光大讲堂”是中国电机工程学会在中国科协科普部指导下,为推进科普人才建设、促进科学普及和全民科学素质提升而精心制作的线上系列科普讲座。自2020年推出讲座以来,已进行广泛传播,深受大家喜爱。

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