电磁场与电磁波论文对电波有影响吗

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wifi辐射大吗?医生:磁场较弱 不必恐慌
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“我们每天与电磁波是分不开的,例如手机网络的接收与传送都属于电磁波,考场内也只是屏蔽信号,并不能消除电磁波。即便是偏僻没有手机信号覆盖的地方,还有电台广播信号。”
原标题:wifi辐射大吗?医生:磁场较弱 不必恐慌中原网讯(记者 邢进 谷长乐)这两天,一则英国15岁少女因wifi过敏上吊自杀的新闻刷爆微信、微博圈,wifi辐射引发的安全问题再次成为热门话题。有人担心:wifi辐射真有这么强的“杀伤力”吗?wifi属于电磁波“wifi属于电磁波,电磁辐射可以说是无处不有无处不在。”郑州人民医院医学影像科主治医师伊所表示,生活中广播电视的高压线、信号发射台、微波炉、手机在使用的过程中都会产生磁场和热量,它们所造成的辐射属于电磁辐射。“我们每天与电磁波是分不开的,例如手机网络的接收与传送都属于电磁波,考场内也只是屏蔽信号,并不能消除电磁波。即便是偏僻没有手机信号覆盖的地方,还有电台广播信号。”目前人们生活中遇到的辐射基本分为电离辐射和电磁辐射两种,例如医药的X射线透视、肿瘤的照射治疗等利用的是电离辐射。不会对孕妇造成太大影响“wifi从发射信号的角度而言,信号很小,磁场相对也比较弱,所以无论是对市民还是对孕妇而言都不会造成太大的影响,不必产生恐慌。”伊所表示,电磁波不是直线传播,而是通过电磁场产生作用,无处不在,因此穿防辐射服意义不大。真正对孕妇有伤害的是医用辐射,如胸透、X光、CT等放射性检查,会对人体造成内部部分机体细胞损伤。所以,孕妇不到万不得已不要轻易做这类放射性检查。
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48小时点击排行电磁干扰_百度百科
干扰(Electromagnetic Interference,EMI)是干扰信号并降低信号完好性的电子噪音,EMI通常由发生源如马达和机器产生。电磁干扰是人们早就发现的,它几乎和电磁效应的现象同时被发现,1981年科学家发表“论干扰”的文章,标志着研究干扰问题的开始。1989年英国邮电部门研究了通信中的干扰问题,使干扰问题的研究开始走向工程化和产业化。
自从电子系统降噪技术在70 年代中期出现以来,主要由于美国联邦通讯委员会在1990 年和在1992 提出了对商业的有关规章,这些规章要求各个公司确保它们的产 品符合严格的磁化系数和发射准则。符合这些规章的产品称为具有EMC(Electromagnetic Compatibility)。
电磁干扰种类
电磁干扰(Electromagnetic Interference),有和两种。传导干扰是指通过导电介质把一个电网络上的(干扰)到另一个。辐射干扰是指通过空间把其信号耦合(干扰)到另一个电网络。在高速PCB及系统设计中,高频信号线、的引脚、各类接等都可能成为具有天线特性的辐射干扰源,能发射并影响其他系统或本系统内其他子系统的正常工作。
所谓“干扰”,电磁兼容指设备受到干扰后性能降低以及对设备产生干扰的干扰源这二层意思。第一层意思如雷电使收音机产生杂音,摩托车在附近行驶后电视画面出现雪花,拿起电话后听到无线电声音等,这些可以简称其为与“BC I” “TV I” “Tel I”,这些缩写中都有相同的“I”(干扰)(BC:广播)
那么EMI标准和EMI检测是EMI的哪部分呢?理所当然是第二层含义,即,也包括受到干扰之前的电磁能量。
其次是“电磁”。电荷如果静止,称为。当不同的电位向一致移动时,便发生了静电放电,产生电流,电流周围产生。如果电流的方向和大小持续不断变化就产生了。
电以各种状态存在,我们把这些所有状态统称为电磁。所以EMI标准和EMI检测是确定所处理的电的状态,决定如何检测,如何评价。
电磁干扰分类
干扰源的分类方法很多。
1.1、一般说来分为两大类:自然干扰源与和人为干扰源。
自然干扰源主要来源于大气层的天电噪声、地球外层空间的宇宙噪声。他们既是地球的基本要素组成部分,同时又是对无线电通讯和空间技术造成干扰的干扰源。自然噪声会对人造卫星和宇宙飞船的运行产生干扰,也会对弹道导弹运载火箭的发射产生干扰。
人为干扰源是由机电或其他人工装置产生能量干扰,其中一部分是专门用来发射电磁能量的装置,如广播、电视、通信、雷达和导航等无线电设备,称为有意发射干扰源。另一部分是在完成自身功能的同时附带产生电磁能量的发射,如交通车辆、架空输电线、照明器具、电动机械、家用电器以及工业、医用射频设备等等。因此这部分又成为无意发射干扰源。
1.2、从电磁干扰属性来分,可以分为功能型干扰源和非功能性干扰源。
功能性干扰源系指设备实现功能过程中造成对其他设备的直接干扰;非功能性干扰源是指用电装置在实现自身功能的同时伴随产生或附加产生的副作用,如开关闭合或切断产生的电弧放电干扰。
1.3、从电磁干扰宽度,可以分为宽带干扰源和窄带干扰源。
他们是相对于指定感受器的带宽大或小来加以区别的。
的带宽大于指定感受器带宽的成为宽带干扰,反之称为窄带干扰源。
1.4、从干扰信号的来分
可以把干扰源分为工频与音频干扰源(50Hz及其)、甚低频干扰源(30Hz以下)、载频干扰源(10kHz~300kHz)、射频及视频干扰源(300kHz)、微波干扰源(300MHz~100GHz)。
电磁干扰途径
电磁干扰传播途径一般也分为两种:即传导耦合方式和辐射耦合方式。
任何电磁干扰的发生都必然存在干扰能量的传输和传输途径(或传输通道)。通常认为电磁干扰传输有两种方式:一种是传导传输方式;另一种是辐射传输方式。因此从被干扰的敏感器来看,干扰耦合可分为传导耦合和辐射耦合两大类。
传导传输必须在干扰源和敏感器之间有完整的连接,干扰信号沿着这个连接电路传递到敏感器,发生干扰现象。这个传输电路可包括导线,设备的导电构件、供电电源、公共、接地平板、电阻、、电容和互感元件等。
辐射传输是通过介质以电磁波的形式传播,干扰能量按的规律向周围空间发射。常见的辐射耦合由三种:1. 甲天线发射的电磁波被乙天线意外接受,称为天线对天线耦合;2. 空间电磁场经导线而耦合,称为场对线的耦合;3.两根平行导线之间的高频信号感应,称为线对线的感应耦合。
在实际工程中,两个设备之间发生干扰通常包含着许多种途径的耦合。正因为多种途径的耦合同时存在,反复交叉耦合,共同产生干扰,才使电磁干扰变得难以控制。
敏感设备是对干扰对象统称,它可以是一个很小的元件或一个电路板组件,也可以是一个单独的用电设备甚至可以是一个大型系统。
变频驱动与电磁干扰
电磁干扰也是变频器驱动系统的一个主要问题。在许多国家,尤其在,对任何系统可能散发的电磁干扰有严格的限制。由于的加载和是机械操作,数码涡旋系统产生的电磁干扰可忽略不计。这一独特的特性,不仅使数码系统无需昂贵的电磁抑制电子装置,也增加了其可靠性和简易性。对电站、广播、电视、通信、导航、精密设备、医院、地铁控制装置等场所更适用,更环保。
电磁干扰相关专业术语:
EMI filter
电磁干扰滤波器
electromagnetic interference (EMI)
interference, electromagnetic (EMI)
Radio Magnetic Interference
无线电电磁干扰
Electromagnetic Interference
Conducted Electromagnetic Interference
传导电磁干扰
电磁干扰干扰
电磁干扰电磁干扰源
电磁干扰源包括、、传送器、静电放电和瞬时功率执行元件,如机电式、、雷电等。在微控制器系统中,时钟是最大的宽带噪声发生器,而这个噪声被扩散到了整个频谱。随着大量的高速半导体器件的发展,其边沿跳变速率很快,这种电路将产生高达300 MHz的谐波干扰。
电磁干扰耦合路径
噪声被耦合到电路中最容易被通过的导体传递,如图所示为分析电磁干扰机制。如果一条经过一个充满噪声的环境,该导线会感应环境噪声,并且将它传递到电路的其余部分。噪声通过进入系统,由电源线携带的噪声就被传递到了整个电路,这是一种耦合情况。
耦合也发生在有共享负载(阻抗)的电路中。例如两个电路共享一条提供电源的导线或一条接地导线。如果其中一个电路需要一个突发的较大电流,而两个电路共享电源线,等效接入同一个电源内阻,电流的不平衡会导致另一个电路的电源电压下降。该耦合的影响可以通过减少共同的阻抗来削减。但电源内阻和接地导线是固定不变的。若接地不稳定,一个电路中流动的返回电流就会在另一个电路的接地回路中产生地电位的变动,地电位的变动将会严重降低模/数、和等低电平模拟电路的性能。
另外,电磁波的辐射存在于每个电路中,这就形成了电路间的耦合。当电流改变时,就会产生电磁波。这些电磁波能耦合到附近的导体中,并且干扰电路中的其他信号。
电磁干扰接收器
所有的电路都可能受到电磁干扰。虽然一部分电磁干扰是以射频辐射的方式被直接接受的,但大多数电磁干扰是通过瞬时传导被接受的。在数字电路中,复位、中断和控制信号等临界信号最容易受到电磁干扰的影响。控制电路、模拟的低级和电源调整电路也容易受到噪声的影响。
发射和抗干扰都可以根据辐射和传导的耦合来分类。辐射耦合在高频中十分常见,而传导耦合在低频中更为常见。
与之间的辐射耦合是由电磁能量通过辐射途径传输而产生的。例如来自附近设备的电磁能量通过直接辐射产生的耦合,或者自然界的与类似的电境耦合进入接收机。
发射机与接收机之间的传导耦合经由连接两者之间的直接导电通路完成。例如当发射机与接收机共享同一电源线供电时,干扰会经电源线传送;其他传播途径还有或控制线等。
为了进行电磁兼容性设计,达到电磁兼容性标准,其目的是将辐射减到最小,即降低产品中泄露的射频能量,同时增强其对辐射的抗干扰能力。
通过如图所示的电磁干扰模型,很容易找到抑制电磁干扰的方法,其方法如下:
· 设法降低电磁波辐射源或传导源;
· 切断耦合路径;
· 增加接收器的抗干扰能力。
实际工程中遇到电磁干扰问题时,应该以逻辑性的分析来探讨这一问题。不言而喻,只要存在干扰,就必然有干扰源、耦合路径和受扰对象这3个要素。因此,在解决电磁兼容问题时,也要从这3个要素入手进行分析。一般而言,设计一个性能良好的PCB以降低射频能量是最经济有效的方法。而第2个和第3个要素倾向于采用屏蔽技术处理。这在后面会讲述到相关内容。
理论和实践的研究表明,不管复杂系统还是简单装置,任何一个电磁干扰的发生必须具备三个基本条件:首先应该具有干扰源;其次有传播干扰能量的途径和通道;第三还必须有被干扰对象的响应。在电磁兼容性理论中把被干扰对象统称为(或敏感器)。
因此干扰源、干扰传播途径(或传输通道)和敏感设备称为电磁干扰三要素。
电磁干扰消除
(1)利用屏蔽技术减少电磁干扰。为有效的抑制电磁波的辐射和传导及高次谐波引发的噪声电流, 在用变频器驱动的电梯电动机电缆必须采用屏蔽电缆,屏蔽层的电导至少为每相导线芯的电导线的 1/10,且屏蔽层应可靠接地。控制电缆最好使用屏蔽电缆;模拟信号的传输线应使用双屏蔽的双绞线;不同的模拟 信号线应该独立走线,有各自的屏蔽层。以减少线间的耦合,不要把不同的模拟信号置于同 一公共返回线内;低压数字信号线最好使用双屏蔽的双绞线,也可以使用单屏蔽的双绞线。模拟信号和数字信号的传输电缆,应该分别屏蔽和走线应使用短 。
(2)利用接地技术消除电磁干扰。要确保电梯控制柜中的所有设备接地良好,而粗的接地线.连接到电源进线接地点(PE)或接地母排上。特别重要的是,连接到变频器的任何电子控制设备都要与其共地,共地时也应使用短和粗的导线。同时电缆的地线应直 接接地或连接到变频器的接地端子(PE)。上述接地电阻值应符合相关标准要求。
(3)利用布线技术改善电磁干扰。电动机电缆应独立于其它电缆走线,同时应避免电机电缆与其它电缆长距离平行走线,以减少变频器输出电压快速变化而产生的电磁干扰; 控制电缆和电源电缆交叉时,应尽可能使它们按 90°角交叉,同时必须用合适的线夹将电机电缆和控制电缆的屏蔽层固定到安装板上。
(4)利用滤波技术降低电磁干扰。利用进线电抗器用于降低由变频器产生的谐波,同时也可用于增加电源阻抗,并帮助吸收附近设备投入工作时产生的浪涌电压和主电源的尖峰电压。进线电抗器串接在电源和变频器功率输入端之间。当对主电源电网的情况不了解时,最好加进线电抗器。在上述电路中还可以使用低通频滤波器(FIR 下同),FIR 滤波器应串接在 进线电抗器和变频器之间。对噪声敏感的环境中运行的电梯变频器, 采用 FIR 滤波器可以有效减小来自变频器传导中的辐射干扰。
(5)照明线干扰、电机反馈的干扰过大、系统电源线受干扰的现场,通过以上各种接地无法消除通讯干扰,可以使用磁环对干扰进行抑制,按以下方法顺序进行增加磁环,通讯恢复正常为止: 1、如照明的两根电源线同时断开如通讯恢复正常,请在控制柜下照明的两线上增加一磁环,缠绕3 圈(孔径20到30,厚10,长20左右的磁环)。如断开照明线并无效果说明照明线并不干扰通讯,不作处理。 2、在通讯线C+、C-上从主板出线处增加一磁环,缠绕一圈。注意只能缠绕一圈,多缠后轿厢通讯显示会变好但轿厢传来的有效信号大部分滤掉,造成轿厢内选登记不上。3、在主板输出给轿厢、呼梯的24V电源和0V地线上增加一磁环缠绕2到3圈。 4、在运行接触器与电机之间三相线各加一磁环缠绕一圈 。 经过以上方法增加磁环后能处理现场的电源、电机、照明干扰。
(6) 磁环材料的选择: 根据干扰信号的频率特点可以选用镍锌铁氧体或锰锌铁氧体,以选用镍锌铁氧体或锰锌铁氧体, 前者的高频特性优于后者。锰锌铁氧体的磁导率在几千---上万,而镍锌铁氧体为几百---上千。铁氧体的磁导率越高,其低频时的阻抗越大,高频时的阻抗越小。所以,在抑制高频干扰时,宜选用镍锌铁氧体;反之则用锰锌铁氧体。 或在同一束电缆上同时套上锰锌和镍锌铁氧体,这样可以抑制的干扰频段较宽。磁环的尺寸选择: 磁环的内外径差值越大,纵向高度越大,其阻抗也就越大,但磁环内径一定要紧包电缆,避免漏磁。 磁环的安装位置: 磁环的安装位置应该尽量靠近干扰源,即应紧靠电缆的进出口。
电磁干扰抑制
开关电源电磁干扰的抑制方法
开关电源、中的电磁干扰分为传导干扰和辐射干扰两种。通常传导干扰比较好分析,可以将电路理论和数学知识结合起来,对电磁干扰中各种元器件的特性进行研究;但对辐射干扰而言,由于电路中存在不同的干扰源的综合作用,又涉及到电磁场理论,分析起来比较困难。
传导干扰可分为共模(CM)干扰和常模(DM)干扰。由于寄生参数的存在以及开关电源中开关器件的高频开通与关断,开关电源在其输入端(即交流电网侧)产生较大的共模干扰和常模干扰。
变换器工作在高频情况时,由于dvldt很高,激发变压器绕组间以及开关管与散热片间的寄生电容,从而产生共模干扰。
根据共模干扰产生的原理,实际应用时常采用以下几种抑制方法:
(1)优化电路元器件布置,尽量减少寄生、糯合电容。
(2)延缓开关的开通、关断时间,但这与开关电源高频化的趋势不符。
(3)应用缓冲电路,减缓dvldt的变化率。变换器中的电流在高频情况下作开关变化,从而在输人、输出的滤波电容上产生很高的dvl巾,即在滤波电容的等效电感或阻抗上感应出干扰电压,这时就会产生常模干扰。故选用高质量的滤波电容(等效电感或阻抗很低)可以降低常模干扰。
辐射干扰又可分为近场干扰[测量点与场源距离&λ/6(λ为干扰电磁波波长)]和远场干扰(测量点与场源距离&λ/6)。由麦克斯韦电磁场理论可知,导体中变化的电流会在其周围空间产生变化的磁场,而变化的磁场又产生变化的电场。两者都遵循麦克斯韦方程式。而这一变化电流的幅值和频率决定了产生电磁场的大小以及其作用范围。在辐射研究中天线是电磁辐射源,在开关电源电路中,主电路中的元器件、连线都可以认为是天线,可以应用电偶极子和磁偶极子理论来分析。分析时,二极管、开关管、电容等可看成电偶极子;电感线圈可以认为是磁偶极子,再以相关的电磁场理论进行综合分析就可以了。
需要注意的是,不同支路的电流相位不一定相同,在磁场计算时这一点尤其重要。相位不同,一是因为干扰从干扰源传播到测量点存在时延作用(也称迟滞效应);二是因为元器件本身的特性导致相位不同。如电感中电流相位比其他元器件要滞后。迟滞效应引起的相位滞后是信号频率作用的结果,仅在频率很高时作用才较明显(如GHz级或更高);对于功率电子器件而言,频率相对较低,故迟滞效应作用不是很大。
在开关电源产生的两类干扰中,传导干扰由于经电网传播,会对其他电子设备产生严重的干扰,往往引起更严重的问题。常用的抑制方法有缓冲器法,减少搞合路径法,减少寄生元件法等。近年来,随着对电子设备电磁干扰的限制越来越严格,又出现了一些新的抑制方法,主要集中在新的控制方法与新的无源缓冲电路的设计等几个方面。
电磁干扰调制频率控制
干扰是根据开关频率变化的,干扰的能量集中在这些离散的开关频率点上,所以很难满足抑制电磁干扰(EMI)的要求。通过将开关信号的能量调制分布在一个很宽的频带上,产生一系列的分立边频带,则干扰频谱可以展开,干扰能量被分成小份分布在这些分立频段上,从而更容易达到EMI标准。调制频率控制就是根据这种原理实现对开关电源电磁干扰的抑制。
最初人们采用随机频率控制,其主要思想是在控制电路中加入一个随机扰动分量,使开关间隔进行不规则变化。则开关噪声频谱由原来离散的尖峰脉冲噪声变成连续分布噪声,其峰值大大下降。具体办法是,由脉冲发生器产生两种不同占空比的脉冲,再与电压放大器产生的误差信号进行采样选择产生最终的控制信号。
但是,随机频率控制在开通时基本上采用PWM控制的方法,在关断时才采用随机频率,因而其调制干扰能量不便控制,抑制干扰的效果不是很理想。而最新出现的调制频率控制很好地解决了这些问题,其原理是,将主开关频率进行调制,在主频带周围产生一系列的边频带,从而将噪声能量分布在很宽的频带上,降低了干扰。这种控制方法的关键是对频率进行调制,使开关能量分布在边频带的范围,且幅值受调制系数β的影响(调制系数β=△f/fm,△f为相邻边频带间隔,fm为调制频率),一般β越大调制效果越好。
电磁干扰无源缓冲电路设计
开关变换器中的电磁干扰是在开关管开关时刻产生的。以整流二极管为例,在开通时,其导通电源不仅引起大量的开通损耗,还产生很大的dvl巾,导致电磁干扰;而在关断时,其两端的电压快速升高,有很大的dvl巾,从而产生电磁干扰。缓冲电路不仅可以抑制开通时的dvldt、限制关断时的dvl白,还具有电路简单、成本较低的特点,因而得到广泛应用。但是传统的缓冲电路中往往采用有源辅助开关,电路复杂不易控制,并有可能导致更高的电压或电流应力,降低了可靠性。因此许多新的无源缓冲器应运而生。
本词条内容贡献者为
副理事长兼秘书长
中国通信学会
中国通信学会
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企业信用信息论文(设计)题目:;电磁场与电磁波的应用与影响;学院:电子工程学院专业:通信工程学号:20101;电磁场与电磁波的应用与影响摘要:电磁波是电磁场的;关键字:电磁场电磁波应用影响;一、定义;(一)电磁场:在电磁学里,电磁场(electro;(二)电磁波:电磁波(又称电磁辐射)是由同相振荡;二、电磁场与电磁波理论的建立;在电磁学发展的早期,人们认识到带电体之间以
论文(设计)题目:
电磁场与电磁波的应用与影响
电子工程学院
电磁场与电磁波的应用与影响 摘要:电磁波是电磁场的一种运动形态。电与磁可说是一体两面,电流会产生磁场,变动的磁场则会产生电流。变化的电场和变化的磁场构成了一个不可分离的统一的场,这就是电磁场,而变化的电磁场在空间的传播形成了电磁波,电磁的变动就如同微风轻拂水面产生水波一般,因此被称为电磁波,也常称为电波。本文介绍了电磁场与电磁波理论以及两者的应用。
关键字:电磁场
(一)电磁场:在电磁学里,电磁场(electromagnetic field)是一种由带电物体产生的一种物理场。处于电磁场的带电物体会感受到电磁场的作用力。电磁场与带电物体(电荷或电流)之间的相互作用可以用麦克斯韦方程和洛伦兹力定律来描述。
(二)电磁波:电磁波(又称电磁辐射)是由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动,其传播方向垂直于电场与磁场构成的平面,有效的传递能量和动量。电磁辐射可以按照频率分类,从低频率到高频率,包括有无线电波、微波、红外线、可见光、紫外光、X-射线和伽马射线等等。人眼可接收到的电磁辐射,波长大约在380至780纳米之间,称为可见光。只要是本身温度大于绝对零度的物体,都可以发射电磁辐射,而世界上并不存在温度等于或低于绝对零度的物体。
二、电磁场与电磁波理论的建立
在电磁学发展的早期,人们认识到带电体之间以及磁极之间存在作用力,而作为描述这种作用力的一种手段而引入的&场&的概念,并未普遍地被人们接受为一种客观的存在。现在人们已经认识清楚,电磁场是物质存在的一种形态,它可以和一切带电物质相互作用,产生出各种电磁现象。电磁场本身的运动服从波动的规律。这种以波动形式运动变化的电磁场称为电磁波。
库仑定律揭示了电荷间的静电作用力与它们之间的距离平方成反比。安培等人又发现电流元之间的作用力也符合平方反比关系,提出了安培环路定律。基于这与牛顿万有引力定律十分类似,泊松、高斯等人仿照引力理论,对电磁现象也引入了各种场矢量,如电场强度、电通量密度(电位移矢量)、磁场强度、磁通密度等,并将这些量表示为空间坐标的函数。但是当时对这些量仅是为了描述方便而提出的数学手段,实际上认为电荷之间或电流之间的物理作用是超距作用。
直到法拉第,他认为场是真实的物理存在,电力或磁力是经过场中的力线逐步传递的,最终才作用到电荷或电流上。他在1831年发现了著名的电磁感应定律,并用磁力线的模型对定律成功地进行了阐述。1846年,法拉第还提出了光波是力线振动的设想。法拉第提出的电磁感应定律表明,磁场的变化要产生电场。这个电场与来源于库仑定律的电场不同,它可以推动电流在闭合导体回路中流动,即其环路积分可以不为零,成为感应电动势。现代大量应用的电力设备和发电机、变压器等都与电磁感应作用有紧密联系。由于这个作用。时变场中的大块导体内将产生涡流及趋肤效应。电工中感应加热、表面淬火、电磁屏蔽等,都是这些现象的直接应用。
继法拉第电磁感应定律之后,麦克斯韦提出了位移电流概念。电位移来源于电介质中的带电粒子在电场中受到电场力的作用。这些带电粒子虽然不能自由流动,但要发生原子尺度上的微小位移。麦克斯韦将这个名词推广到真空中的电场,并且认为;电位移随时间变化也要产生磁场,因而称一面积上电通量的时间变化率为位移电流,而电位移矢量D的时间导数为位移电流密度。
它在安培环路定律中,除传导电流之外补充了位移电流的作用,从而总结出完整的电磁方程组,即著名的麦克斯韦方程组,描述了电磁场的分布变化规律。麦克斯韦方程组是在库仑定律(适用于静电)、毕奥-萨伐尔定律和法拉第电磁感应定律等实验定律的基础上建立起来的。通过提取上述实验定律中带普遍性的因素,并根据电荷守恒定律引入位移电流,就可以导出麦克斯韦方程组。J.C.麦克斯韦继承并发展了法拉第的这些思想,仿照流体力学中的方法,采用严格的数学形式,将电磁场的基本定律归结为4个微分方程,人们称之为麦克斯韦方程组。在方程中麦克斯韦对安培环路定律补充了位移电流的作用,他认为位移电流也能产生磁场。 麦克斯韦方程组给出了电磁场运动变化的规律,包括电荷电流对电磁场的作用。将麦克斯韦方程组、洛伦兹里公式和带电体的力学运动方程联立起来,就可以完全确定电磁场和带电体的运动变化。因此,麦克斯韦方程组和洛伦兹力公式构成了描述电磁场运动和电磁作用普遍规律的完整体系。
根据这组方程,麦克斯韦还导出了场的传播是需要时间的,其传播速度为有限数值并等于光速,从而断定电磁波与光波有共同属性,预见到存在电磁辐射现象。静电场、恒定磁场及导体中的恒定电流的电场,也包括在麦克斯韦方程中,只是作为不随时间变化的特例。
二、电磁场与电磁波的应用
(一)在生产、生活上的应用
静电场的最常见的一个应用就是带电粒子的偏转,这样象控制电子或是质子的轨迹。很多装置,例如阴极射线示波器,回旋加速器,喷墨打印机以及速度选择器
等都是基于这一原理的。阴极射线示波器中电子束的电量是恒定的,而喷墨打印机中微粒子的电量却随着打印的字符而变化。在所有的例子中带电粒子的偏转都是通过两个平行板之间的电位差来实现的。
1.磁悬浮列车
列车头部的电磁体N极被安装在靠前一点的轨道上的电磁体S极所吸引,同时又被安装在轨道上稍后一点的电磁体N极所排斥。列车前进时,线圈里流动的电流方向就反过来,即原来的S极变成N极,N极变成S极。循环交替,列车就向前奔驰。
稳定性由导向系统来控制。“常导型磁吸式”导向系统,是在列车侧面安装一组专门用于导向的电磁铁。列车发生左右偏移时,列车上的导向电磁铁与导向轨的侧面相互作用,产生排斥力,使车辆恢复正常位置。列车如运行在曲线或坡道上时,控制系统通过对导向磁铁中的电流进行控制,达到控制运行目的。
“常导型”磁悬浮列车的构想由德国工程师赫尔曼?肯佩尔于1922年提出。
“常导型”磁悬浮列车及轨道和电动机的工作原理完全相同。只是把电动机的“转子”布置在列车上,将电动机的“定子”铺设在轨道上。通过“转子”,“定子”间的相互作用,将电能转化为前进的动能。我们知道,电动机的“定子”通电时,通过电磁感应就可以推动“转子”转动。当向轨道这个“定子”输电时,通过电磁感应作用,列车就像电动机的“转子”一样被推动着做直线运动。
(二)电磁场与电磁波在医学上的应用
1.电磁波在医疗上的应用
在科学上,称超过人体承受或仪器设备容许的电磁辐射为电磁污染。电磁辐射分二大类,一类是天然电磁辐射,如雷电、火山喷发、地震和太阳黑子活动引起的磁暴等,除对电气设备、飞机、建筑物等可能造成直接破坏外,还会在广大地区产生严重电磁干扰。另一类是人工电磁辐射,主要是微波设备产生的辐射,微波辐射能使人体组织温度升高,严重时造成植物神经功能紊乱。但是对电磁辐射,要正确认识,而且要科学防护。事实上,电磁波也如同大气和水资源一样,只有当人们规划、使用不当时才会造成危害。一定量的辐射对人体是有益的,医疗上的烤电、理疗等方法都是利用适量电磁波来治病健身
2.生物电磁场保健
将人体置于姜氏场导舱内接受载有青春信息的植物幼苗发射的生物电磁波。结果发现:人体红细胞膜的渗透脆性降低,韧性增强;甲状腺素、 性激素分泌增加;免疫功能提高;肾上腺皮质激素分泌无明显变化。提示:植物幼苗电磁波有助于红细胞功能的发挥,促进机体新陈代谢,增加青春活力,提高性功能,增强免疫力从而对人体发挥返老还青和医疗保健作用。
3.激光治疗
激光是60年代初出现的一种新光源。已广泛应用于国防、农业、卫生医疗和科学研究,也是治疗肿瘤的一种新方法。用它既能切割组织,又能同时止血,能使肿瘤组织迅速气化和雾化,从而使肿瘤在瞬间消失。激光对组织具有热、压、光和电磁场效应的作用。
三、电磁辐射对人体健康的影响
最近新研究说适量辐射有利健康。克拉克等人关于辐射有害的“一概而论”,也引起了反对声音。有科学家认为辐射危害应该视其强度而定,有些研究甚至证明低强度辐射有益健康。在刚刚出版的美国《国际低辐射杂志》中,密苏里大学退休教授勒基撰文称,就像维生素或微量金属不足可能导致患病一样,缺乏辐射也会引发疾病。勒基认为,与过量辐射相比,缺乏辐射属于“被忽略的病症”,但它确实普遍存在。“许多物种都存在辐射不足影响健康的问题,包括各种鼠类,人类同样缺乏辐射而致病的证据,也非常令人信服。”勒基说。
勒基是国际低辐射研究方面的权威专家,曾任美国宇航局(NASA)“阿波罗”11~17号的首席营养顾问,并曾多次出任美国“哥伦比亚”航天飞机、俄罗斯“联盟”号宇宙飞船资深营养顾问,对宇航员受低强度太空辐射进行过大量研究。勒基指出,在全球论文数据库中有关辐射导致癌症的论文达数十万篇,而涉及到“低辐射有益健康”的论文只有3000篇,这些论文鲜有出现在诸如《自然》(Nature)、《细胞》(Cell)等影响力大的权威刊物上。勒基希望该研究领域能引起重视。他在论文的结论中写道,适量辐射能减少传染病,降低年轻人的癌症发病率,并延长寿命。
一些持类似观点的科学家也认为,一般人都存在“辐射缺陷症”,接受少量辐射正好弥补这种缺陷,起到增加免疫系统,促进细胞代谢的作用。这也是为什么人类能抵抗一定强度辐射的原因。研究人员所做的多项试验表明,少量辐射可增加免疫系统白细胞数量,促进细胞分泌及酶的活动,增加抗体产量,从而加强对传染病的抵抗力。同时研究还显示,生活在低辐射环境下的人拥有对辐射更强的抵抗力,如果从选拔角度来说,这些人更适合当宇航员??
生活中的电磁辐射其实并不可怕。电与磁并不是人造的新鲜产物,而是自古就在大自然中存在的,闪电和磁石也能产生点电磁辐射。成千上万年以来,人类就习惯于生活在电磁场环境中,其中,作为电磁波的光还与人类的生命息息相关,而闪电似乎是生命诞生的重要条件――亿万年前促使氨基酸的合成,完成了生命起源的最重要一步!此外,地球本身就是一个大磁场,飞行的鸟、水中的鱼都借助地球磁场行动。有些鱼类等生物本身也可发出强烈的电磁场。实际上,医学依能量强弱已经对电磁辐射进行了区分:高频率的辐射才是有害的,可以打断人体细胞分子的化学键,例如X光;而电台和家电等产生的都是数千赫兹以下的低频辐射,它们不但无害,甚至会对人体产生一定的健康效应。
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 论文(设计)题目: 电磁场与电磁波的应用与影响 学专学姓 院: 业: 号: 名: 电子工程学院 通信工程
兰天翔 电磁场与电磁波的应用与影响摘要:电磁...  兰天翔,电磁场... 暂无评价 6页 20财富...因此,这种衰落对视距微 波接力电路的稳定性影响不大...主要介绍 SDH 数字微波通信技术的组成、特点及应用。...

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