电磁场,电磁场与微波技术的介绍?
首先,谢邀。电磁场与无线技术对应的一级学科是电子科学与技术,对应的二级学科是电磁场与微波技术。电磁场与微波技术主要三个方向:1、天线2、微波电路3、计算电磁学之一个方向是培养天线工程师的,所有的无线设备(比如手机、笔记本电脑等)都有天线,主要工作是设计天线,让它小型化、平面化,匹配前置电路。第二个方向微波电路就是做频率在300MHz-300GHz的电路,因为用到的理论模型是路的模型(区分天线场的模型),所以和天线研究 很不一样,单独设一个方向。主要做放大器、混频器、功分器等等,还有做波导的。军工上用的很多,所以这个方向很多人去研究所。第三个方向是用数学 (数值 和解析 )研究电磁场在不同情形下的状态,这个方向比较偏理论,比较适合学术研究。需要一定的编程能力(要求不高)和数学功底(要求较高)。总的来说就业的话,面向两个岗位,射频工程师和天线工程师,国内外很多企业需要招这两个岗位的工程师。这个专业国内培养口径小,人才需求适中,总的来说是就业很不错的专业。同时,这是一个军工高度相关的专业。
通信工程中电磁场这门课有多难?
我曾经的专业课,通信专业的专业课都不容易,电磁场与电磁波不算最难的,印象里最痛苦的是数理方程这门课
焊工防高频电磁场辐射的安全常识有哪些?
在非熔化极氩弧焊和等离子弧焊割时,常用高频振荡器来激发引弧,有的交流氩弧焊机还用高频振荡器来稳定电弧。人体在高频电磁场作用下,能吸收一定的辐射能量,产生生物学效应,主要是热作用。
高频电磁场强度受许多因素影响,如距离振荡器和振荡回路越近场强越高,反之则越低。此外,与高频部分的屏蔽程度等有关。
人体在高频电磁场作用下会产生生物学效应,焊工长期接触高频电磁场能引起植物神经功能紊乱和神经衰弱。表现为全身不适、头昏头痛、疲乏、食欲不振、失眠及血压偏低等症状。如果仅是引孤时使用高频振荡器,因时间较短,影响较小,但长期接触是有害的。所以,必须对高频电磁场采取有效的防护措施。高频电会使焊工产生一定的麻电现象,这在高处作业时是很危险的,所以高处作业不准使用高频振荡器
电磁场是如何产生的?
这个问题看似很低端,好像学过初中物理的都应该知道。但细想来好像又从来没哪个老湿讲过,知乎上搜了一下也是语焉不详,于是我就开(lou)开(dong)心(bai)心(chu)地答一下吧..........
这种基础的问题当然要从基础的地方说起。不想探求具体原理的同学可以直接看最后加粗结论。
在组成一切的基本粒子中,有一种基本物理属性叫做电荷,电荷有正负之分。但电荷这种东西就像老婆,不是每个基本粒子都有的,有老婆,呸,有电荷的基本粒子我们叫做带电粒子。每个带电粒子的周围都有一种场,这种场的强度随距离粒子越远而减弱,这种场的唯一作用就是能够影响处于其中的其他带电粒子,如果一个负电粒子处于一个正电粒子的场中,它们就会相互吸引,如果处于同种电荷的粒子场中,他们就会相互排斥。这种场你们地球人称之为电场,这种相互吸引排斥的力称之为电磁力,这是宇宙间几个基本力之一。好了,基础的程度就深入到这里,如果有同学还要更基础地探寻一下电磁力的本质问题,那我只好双手一摊,白眼一翻.........(╯‵□′)╯︵┻━┻
但是,桥豆麻袋!电磁力电磁力,电是电场,磁又是毛?同学们不要急撒,我们知道宇宙中一切物质都是在运动中的,带电粒子也不例外。而当一个带电粒子运动的时候,其周围的电场自然也跟着运动,根据相对论效应,运动中的电场不再是均匀对称分布,会有一些“扭曲”(具体写相对论效应就太多了,一笔带过.....)。这时候再描述一个运动电场中另一个运动电场的受力情况就太复杂了,于是聪明的人类科学家引入了一种新的场来描述它,转化关系为B=v *(E/c^2),v是产生电场的那个粒子的移动速度,E是电场强度,c是真空光速。那B是啥?B自然就是新的场的强度,称之为“磁场”。那所受的力就很好计算了,即F=qv*B。
不耐烦的同学看这里:即磁场是电场的相对论效应。
从公式 B=v *(E/c^2)我们可以明明白白地看出:磁场和电场是能够相互转化的。同样我们还能够进一步看出:电场是有限的,它从正电荷始,在负电荷止。但磁场没有初始点,也没有终止点。磁场线会形成循环或延伸至无穷远。于是我们回到那个运动的带电粒子里,它的电场被其他运动带电粒子干扰,相互受力,通过相对论效应转化为了磁场,但是它的磁场无限远,同样也影响到了其他的带电粒子,于是我们得到了力F,F使得电荷在磁场中运动,运动的电荷感应出了电流。于是磁场又再一次转化为了电场,如此循环复始,周而往复.......用语言描述实在是很难,可能是我的笔力不济,上述的数学表达为
这个公式描述磁场如何让感应出电场,为法拉第感应定律的积分形式,也是麦氏方程组的第三个方程。
结论:随时间变化的电场产生磁场,而随时间变化的磁场又产生电场,两者互为因果。这种不断转化的场我们统称为电磁场。这种相互的转化成为电磁振荡。
呼...........讲了这么多,我们距离胜利终于只有一步之遥了!!什么是电磁波?在高频率的电振荡中,磁电互相转化速度极快快,能量不可能全部反回,于是电,磁能随着电场与磁场的周期变化以波的形式向空间传播出去。这就是电磁波了。
题外话:上面我们说到电磁转化原理和公式,所以电磁波中的电场和磁场同向震荡而又互相垂直,并且电磁波的传播方向垂直于电场和磁场所组成的平面。电磁波的产生从本质上来讲是因为带电荷的基本粒子的运动,而物质温度的高低本质上又是取决于其内部基本粒子的运动剧烈程度,只有在绝对零度下基本粒子才会静止,所以任何高于绝对零度的物质都会向外界辐射电磁波,而绝对零度的物质是不存在的。因此宇宙间的一切都在产生电磁波。在你们人类不知道电磁波原理的时候,将能看到的电磁波叫做“光”。如今知道这是指波长在380至780nm的电磁波,现在叫“可见光”。电磁波=光。两者完全等同。据我所见还有无数人将这两者认为是不同的东西,其中不乏很多至少学过初中物理的人。至于什么手机电脑电视机电冰箱电饭锅电热水器电动伸缩棒。。。的电磁波对人体有害之类的,既然如此你晒了这么多年太阳怎么还没死?
波阻抗计算公式?
导线周围逐步建立磁场过程——电磁波传播过程。 LO CO 单位长度电感电容,长X导线电容COX 充电U=E电流 COXU=IT (1)另一方面磁链 LOXI 导线上感应电动势
(2)磁链在时间建立起来 由(1) (2)
波阻抗 架空线路:而
r 半径 H 对比高度
单导线Z=500
分裂导线Z=300
电缆 传播速度
架空线路V=1.5x108m/s 一半 从电磁能量角度分析 磁场能量
电线周围 电场
U=iz 则
电压电流沿导线的传播过程即电磁能量沿导线传播过程,单位时间内电磁场能量相等。
电压波的符号取决于它的极性导线对地容上充电荷符号,而与电荷运动方向有关。 前行波 uf if 反行波 ub ib 线路上一点 U=(X,T)=uf+ub I(x,t)=if+if 规定:沿X正方向运动的正单荷对应的电流波为正方向 于是 uf if 相同正负号。 Ub ib 总是异号
电流波的发符号不但于响应电荷符号有关,而且也与电荷运动方向有关取正电荷沿X正方向运动形似的波为正电流波。 三个基本方程计算电压电流 波阻抗与集中参数电阻本质不同 (1)波阻抗表示同一方向的电压波与电流波的比值,电磁波通过波阻抗为Z的导线时,能量以电能、磁能的方式存储在周围介质中,而不是被消耗掉。 (2)若导线上前行波与反行波同时存在,则导线上总电压与总电流比值不在等于波阻抗。 (3)波阻抗的数值只取决于导线单位长度的电感与电容,与导线长度无关, (4)为区别不同方向的流动波,波阻抗有正负号。