电磁学原理：静电场、恒定电流、磁场与电磁感应

# 电磁学
## 静电场
### 静电场的性质
- **力的性质**
  - 电荷间相互作用力
  - 库仑定律
- **能量性质**
  - 电势能存在
  - 电荷运动对势能的影响
### 静电场中的导体
- **静电平衡**
  - 内部电场为零
  - 多余电荷在表面聚集
- **表面电荷分布**
  - 外部电场影响下的分布
  - 电荷均匀分布现象
### 静电场中的电介质
- **极化现象**
  - 正负电荷微小分离
- **电场中的特性**
  - 电场强度与极化关系
### 电容和电容器
- **平行板电容器**
  - 由平行导体板组成
  - 电容与面积和距离关系
- **球形电容器**
  - 同心球面构成
  - 电容与半径的关系
- **串并联连接**
  - 对总电容的影响
### 静电场中的电场力
- **电场力计算**
  - 由电场强度与电荷量得出
- **电场力的功**
  - 与势能与电场的关系
### 静电场中的电势
- **电势计算**
  - 作为电能级别
  - 通过电场强度积分得出
- **电势能**
  - 位置依赖的能量
### 静电场中的电场强度
- **电场强度计算**
  - 基于电荷分布
- **高斯定理**
  - 电场通量与包围电荷的关系

## 恒定电流
### 电流分析
- **电流定义**
  - 单位时间通过的电荷
- **电流密度**
  - 单位面积上的电流
### 欧姆定律
- **定律表述**
  - 电流与电压成正比
  - 电阻与电流成反比
- **电阻计算**
  - 基于材料性质与形状
### 基尔霍夫定律
- **电流定律**
  - 节点处电流合计为零
- **电压定律**
  - 回路电势变化总和为零
### 电源的特性
- **电动势**
  - 电源为电能提供能力
- **内阻**
  - 对输出电压的影响
### 电路分析方法
- **节点分析**
  - 基于基尔霍夫法则
- **回路分析**
  - 计算电流和电压
### 电路等效变换
- **电阻等效变换**
  - 串联和并联的替换
- **电源等效变换**
  - 计算串联与并联时的输出能力

## 磁场
### 磁场的性质
- **力的性质**
  - 洛伦兹力
  - 方向与速度和磁场的关系
- **能量性质**
  - 磁场中的能量存储
### 磁场中的导体
- **运动中的导体**
  - 产生感应电动势
- **切割磁力线**
  - 产生感应电动势的机制
### 磁场中的磁介质
- **磁化现象**
  - 磁矩在外部磁场下定向
- **影响外部磁场**
  - 对磁场强度和分布的修正
### 磁场计算
- **毕奥-萨伐尔定律**
  - 计算电流产生的磁场
- **安培环路定理**
  - 磁场与电流之间的关系
### 磁力计算
- **带电粒子**
  - 在磁场中运动的受力
- **磁力的功**
  - 能量转化分析
### 磁通量
- **磁通量计算**
  - 与磁场强度和面积有关
- **变化率影响**
  - 影响感应电动势的产生

## 电磁感应
### 法拉第电磁感应定律
- **感应电动势计算**
  - 分析磁通量变化
- **应用**
  - 在电机、发电机中的应用
### 楞次定律
- **定律表述**
  - 感应电动势反对磁通量变化
- **应用**
  - 解释电磁现象的原理
### 自感和互感
- **自感计算**
  - 电流变化速率与感应电动势的关系
- **互感计算**
  - 两个线圈间相互影响关系
### 电磁波
- **产生机制**
  - 加速电荷运动引发的波动
- **传播特性**
  - 在真空中以光速传播