场强与功率的关系

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电功率的计算公式是什么

电功率的计算公式是什么

电功率的计算公式是什么电功电功率部分计算公式1.P=UI (经验式,适合于任何电路)2.P=W/t (定义式,适合于任何电路)3.Q=I2Rt (焦耳定律,适合于任何电路)4.P=P1+P2+…+Pn (适合于任何电路)5.W=UIt (经验式,适合于任何电路)6.P=I2R (复合公式,只适合于纯电阻电路)7.P=U2/R (复合公式,只适合于纯电阻电路)8.W=Q (经验式,只适合于纯电阻电路。

其中W是电流流过导体所做的功,Q 是电流流过导体产生的热)9.W=I2Rt (复合公式,只适合于纯电阻电路)10.W=U2t/R (复合公式,只适合于纯电阻电路)11.P1:P2=U1:U2=R1:R2 (串联电路中电功率与电压、电阻的关系:串联电路中,电功率之比等于它们所对应的电压、电阻之比)12.P1:P2=I1:I2=R2:R1 (并联电路中电功率与电流、电阻的关系:并联电路中,电功率之比等于它们所对应的电流之比、等于它们所对应电阻的反比) 电功率计算公式1. P=W/t 主要适用于已知电能和时间求功率2. P=UI 主要适用于已知电压和电流求功率3. P=U^2/R =I^2R主要适用于纯电阻电路一般用于并联电路或电压和电阻中有一个变量求解电功率4.P=I^2R 主要用于纯电阻电路一般用于串联电路或电流和电阻中有一个变量求解电功率5.P=n/Nt 主要适用于有电能表和钟表求解电功率t-----用电器单独工作的时间,单位为小时n----用电器单独工作 t 时间内电能表转盘转过的转数N----电能表铭牌上每消耗 1 千瓦时电能表转盘转过的转数6.功率的比例关系串联电路:P/P=R/R P总=P__P/P+P"并联电路:P/P=R/R P总=P+P" 计算⑴电阻 R①电阻等于材料电阻率乘以(长度除以横截面积) R=ρ×(L/S)②电阻等于电压除以电流 R=U/I③电阻等于电压平方除以电功率 R=U^2;/P电阻:R=U^2/P⑵电功是 W电功等于电流乘电压乘时间 W=UIt(普通公式)电功等于电功率乘以时间 W=Pt电功等于电荷乘电压 W=UQ电功等于电流平方乘电阻乘时间 W=I^2Rt(纯电阻电路)电功等于电压平方除以电阻再乘以时间 W=(U^2/R)×t(同上)电功率P [3]①电功率等于电压乘以电流 P=UI②电功率等于电流平方乘以电阻 P=I^2__R(纯电阻电路,多用于串联电路)③电功率等于电压平方除以电阻 P=U^2/R(纯电阻电路,多用于并联电路)④电功率等于电功除以时间 P=W/t5.电功率P=UI注:当相同的电阻在同一电路中时,功率会变成之前的四分之一。

电磁干扰场强单位及其换算

电磁干扰场强单位及其换算

电磁干扰场强单位及其换算中国计量科学研究院 杨盛祥 北京成功信息处理有限公司 杨秀薇━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 摘要 电磁干扰场强单位及其换算,是广大电磁兼容工作者经常遇到的、关切的问题之一。

电磁干扰场强既有电场强度、磁场强度和功率通量密度等基本单位,又有分贝制导出单位。

在某些情况下,单位之间还可相互换算。

本文将就这些单位的使用及换算作一简要的介绍。

一、电磁干扰场强的基本单位高频、微波电磁干扰场强有三种基本单位:电场强度V /m 、磁场强度A /m 和功率通量密度w /m 2。

在测量电场时,若仪器的表头刻度用的是电场强度单位时,则用V /m 单位表示之。

所测干扰场强小于1V /m 时,可用mV /m 、V /m 单位。

当使用环天线、框天线或磁性天线等来测量磁场,且仪器的表头刻度按磁场强度单位A /m 刻度时,则可用A /m 、mA /m 、A /m 等单位表示之。

当电磁场频率高至微波段时,由于对电场、磁场的单独测量在技术上有一定困难;或者功率密度测量比电场、磁场测量要方便,所以可采用功率通量密度测量。

功率通量密度的单位为W /m 2。

国外生产的全向宽带场强仪、辐射危险计,因其工作频率范围极宽,从260kHz ~26GHz ,故测试电路中实现2E ϖ、2H ϖ较为方便。

因此,大多采用功率通量密度测量,并以mW /cm 2为表头刻度单位。

场强仪测得的功率通量密度值是Poynting 矢量模的时间平均值,亦代表电磁场的强度。

它的单位W /m 2和电场强度单位V /m 、磁场强度单位A /m 同为电磁干扰场强的基本单位。

它们的地位是等同的。

二、电磁干扰场强单位间的相互换算在一般情况下,V /m 、A /m 和mV /cm 之间不能相互换算。

只有在被测场为平面波情况下,三者间才能相互换算。

否则,只能“等效换算”。

何谓平面波?凡远离发射天线,在自由空间中传播的电磁波,皆为平面波。

常用的抗扰度试验标准

常用的抗扰度试验标准

常用的抗扰度试验标准钱振宇摘要:详细地介绍了几种抗扰度试验的目的、方法、严酷度等级及要求。

关键词:抗扰度试验,标准,电磁兼容,电源管理我国电磁兼容认证工作已经起动,第一批实施电磁兼容的产品类别及所含内容也已基本确定,它们是声音和电视广播接收机及有关设备,信息技术设备,家用和类似用途电动、电热器具,电动工具及类似电器、电源、照明电器、车辆机动船和火花点火发动机的驱动装置、金融及贸易结算电子设备、安防电子产品、声音和电视信号的电缆分配系统设备与部件,低压电器。

尽管产品不同,引用的产品族测试标准也不同,但其中抗扰度的试验内容基本相同,它们是静电放电、射频辐射电磁场、脉冲群、浪涌、射频场引起的传导干扰和电压跌落等6项。

为了帮助读者对这些标准的理解,作者试图从试验目的、仪器特性要求、基本配置情况、标准试验方法和对标准的评述等方面入手,用比较简洁的文字介绍这些试验,以加深对标准的理解。

1IEC61000-4-2(GB/T17626.2)静电放电抗干扰试验1.1静电放电的起因静电放电的起因有多种,但IEC61000-4-2(GB/T17626.2)主要描述在低湿度情况下,通过摩擦等因素,使人体积累了静电。

当带有静电的人与设备接触时,就可能产生静电放电。

1.2试验目的试验单个设备或系统的抗静电干扰的能力。

它模拟:(1)操作人员或物体在接触设备时的放电。

(2)人或物体对邻近物体的放电。

静电放电可能产生的如下后果:(1)直接通过能量交换引起半导体器件的损坏。

(2)放电所引起的电场与磁场变化,造成设备的误动作。

1.3静电放电的模拟图1和图2分别给出了静电放电发生器的基本线路和放电电流的波形。

图1静电放电发生器图2静电放电的电流波形图1中高压真空继电器是目前唯一的能够产生重复与高速的放电波形的器件(放电开关)。

图2是标准放电电流波形,图中Im表示电流峰值,上升时间tr=(0.7~1)ns。

放电线路中的储能电容CS代表人体电容,现公认150pF比较合适。

电磁干扰场强单位及其换算

电磁干扰场强单位及其换算

电磁干扰场强单位及其换算摘要电磁干扰场强单位及其换算,是广大电磁兼容工作者经常遇到的、关切的问题之一。

电磁干扰场强既有电场强度、磁场强度和功率通量密度等基本单位,又有分贝制导出单位。

在某些情况下,单位之间还可相互换算。

现将就这些单位的使用及换算作一简要的介绍。

一、电磁干扰场强的基本单位高频、微波电磁干扰场强有三种基本单位:电场强度V/m、磁场强度A/m和功率通量密度w/m2。

在测量电场时,若仪器的表头刻度用的是电场强度单位时,则用V/m单位表示之。

所测干扰场强小于1V /m时,可用mV/m、V/m单位。

当使用环天线、框天线或磁性天线等来测量磁场,且仪器的表头刻度按磁场强度单位A/m刻度时,则可用A/m、mA/m、A/m等单位表示之。

当电磁场频率高至微波段时,由于对电场、磁场的单独测量在技术上有一定困难;或者功率密度测量比电场、磁场测量要方便,所以可采用功率通量密度测量。

功率通量密度的单位为W/m2。

国外生产的全向宽带场强仪、辐射危险计,因其工作频率范围极宽,从260kHz~26GHz,故测试电路中实现、较为方便。

因此,大多采用功率通量密度测量,并以mW/cm2为表头刻度单位。

场强仪测得的功率通量密度值是Poynting矢量模的时间平均值,亦代表电磁场的强度。

它的单位W/m2和电场强度单位V/m、磁场强度单位A/m同为电磁干扰场强的基本单位。

它们的地位是等同的。

二、电磁干扰场强单位间的相互换算在一般情况下,V/m、A/m和mV/cm之间不能相互换算。

只有在被测场为平面波情况下,三者间才能相互换算。

否则,只能“等效换算”。

何谓平面波?凡远离发射天线,在自由空间中传播的电磁波,皆为平面波。

根据电磁场理论,在平面波情况下,(1)在自由空间中,Z0=120π≈ 376.7Ω代入上式后可得:(2)式中,E单位为V/m,s单位为mW/cm2。

值得指出的是:通常A、B波段(10kHz~30MHz)的干扰场强测量仪(例如德国R/S公司的ESH3、日本Anritu公司的ML428B)使用环形天线进行测量。

辐射功率与场强换算公式

辐射功率与场强换算公式

知识创造未来
辐射功率与场强换算公式
辐射功率(P)与场强(E)之间的换算公式可以根据电磁辐射的基本关系推导得到。

根据辐射功率的定义,它等于单位时间内通过某个垂直表面的能量流量。

而场强代表电磁场中的能量密度,它与辐射功率的关系可以表示为:
P = σ * E^2
其中,σ是辐射常数。

在国际单位制中,辐射常数σ的数值为4π × 10^{-7} W/(A^2)。

根据这个换算公式,通过已知的场强值可以计算辐射功率,或者通过已知的辐射功率值可以计算出对应的场强值。

这个公式适用于电磁辐射的计算,可以用于无线电、光学等领域的辐射功率与场强的换算。

1。

EMC计量单位

EMC计量单位
密度Sav与电场强度E、磁场强度H – E=H ×ZW – Sav=E2/ZW=H2ZWຫໍສະໝຸດ 与dB相关的单位dB
– 定义:两功率之比,即:10log10(P1/P2)
因为P=V2/R,所以
P1 P2
V12 V22
/ /
R1 R2
R1=R2=50,10log10(P1/P2)=20log10(V1/V2)
如果P1=10P2,P1比P2大10dB
与dB相关的单位
dBW
– 定义:10log10(P/1W)
dBm
– 定义:10log10(P/1mW)
dBpW
– 定义:10log10(P/1pW)
注意:dBW、dBm、 dBpW都是功率单位
与dB相关的单位
dBV
– 定义:20log10(V/1V)
dBμV
– 定义:20log10(V/1 μV ) – 1V是多少dB μV ?
注意:dBV和dB μV都是电压单位
与dB相关的单位
dBm与dBμV之间的关系
– 对于50系统,有: – 0dBm=107dB μV
类似的单位还有电场场强单位:dB μV/m 类似的单位还有磁场场强单位:dB μA/m
EMC计量单位
基本物理量
电场强度E:V/m; 磁场强度H:A/m;
– 1Oe=(1000/4)A/m=79.58A/m
磁感应强度B:T;
– 1T=104Gs=109γ
功率密度S:W/m2
基本物理量之间的关系
磁场强度H与磁感应强度B
– B=H – = r0 ,0 =4×10-7
在远场区,自由空间的波阻抗ZW=377,平均功率

电磁辐射基础知识

电磁辐射基础知识

电磁的基本概念电磁场(electromagnetic field)是物质的一种形式。

为了说明电磁的基本概念,现对一些常用名词、术语等做一简略介绍[1]。

一、交流电1.交流电(alternating current)交流电是交替地即周期性地改变流动方向和数值的电流。

如果我们将电源的两个极,即正极与负极迅速而有规律地变换位置,那么电子就会随着这种变换的节奏而改变自己的流动方向。

开始时电子向一个方向流动,以后又改向与开始流动方向相反的方向流动,如此交替地依次重复进行,这种电流就是交流电。

在交流电中,电子在导线内不断地振动,从电子开始向一个方向运动起,然后又回到原点的平行位置时,这一运动过程,称为电流的一次完全振动,发生一次完全振动所需要的时间称为一个周期。

半个振动所需要的时间,称为二分之一周期或半周期。

2.频率(frequency)频率是电流在导体内每秒钟所振动的次数。

交流电频率的单位为赫(Hz)。

例如我国的民用电频率为50Hz,意思是说民用电这种交流电,在一秒钟内振动50次。

美国等一些国家为60Hz。

二、电场与磁场所有的物体都是由大量的和分立的微小粒子所组成,这些粒子有的带正电,有的带负电,也有的不带电。

所有的粒子都在不断地运动,并被它们以一定的速度传播的电磁场所包围着,所以带电粒子及其电磁场,不是别的,而是物质的一种特殊形态。

1.电场(electric field)我们知道,物体相互作用的力一般分为两大类,一类是物体的.直接接触发生的力,叫接触力,例如碰撞力、摩擦力等均属于这一类。

另一类是不需要接触就可以发生的力,称为场力,例如电场力、磁场力、重力等。

电荷的周围存在着一种特殊的物质叫做电场。

两个电荷之间的相互作用并不是电荷之间的直接作用,而是一个电荷的电场对另一个电荷所发生的作用,也就是说在电荷周围的空间里,总是有电场力在作用着。

因此,我们将有电场力作用存在的空间称为电场。

电场是物质的一种特殊形态。

高中物理电学公式归纳总结

高中物理电学公式归纳总结

高中物理电学公式归纳总结电场恒定电流高中物理电学公式大全一、电场1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷:(e=1.60×10-19C)2.库仑定律:F=kQ1Q2/r2(在真空中)3.电场强度:E=F/q(定义式、计算式)4.真空点(源)电荷形成的电场E=kQ/r25.匀强电场的场强E=UAB/d6.电场力:F=qE电势与电势差:UAB=φA-φB,UAB=WAB/q=-ΔEAB/q电场力做功:WAB=qUAB=Eqd电势能:EA=qφA电势能的变化ΔEAB=EB-EA电场力做功与电势能变化ΔEAB=-WAB=-qUAB(电势能的增量等于电场力做功的负值)12.电容C=Q/U(定义式,计算式)平行板电容器的电容C=εS/4πkd带电粒子在电场中的加速(Vo=0):W=ΔEK或qU=mVt2/2,Vt=(2qU/m)1/2带电粒子沿垂直电场方向以速度Vo进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用的情况下)类平垂直电场方向:匀速直线运动L=Vot(在带等量异种电荷的平行极板中:E=U/d)抛运动平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动d=at2/2,a=F/m=qE/m<<<返回目录二、恒定电流1.电流强度:I=q/t{I:电流强度(A),q:在时间t内通过导体横载面的电量(C),t:时间(s)}2.欧姆定律:I=U/R{I:导体电流强度(A),U:导体两端电压(V),R:导体阻值(Ω)}3.电阻、电阻定律:R=ρL/S{ρ:电阻率(Ω?m),L:导体的长度(m),S:导体横截面积(m2)}4.闭合电路欧姆定律:I=E/(r+R)或E=Ir+IR也可以是E=U内+U外{I:电路中的总电流(A),E:电源电动势(V),R:外电路电阻(Ω),r:电源内阻(Ω)}5.电功与电功率:W=UIt,P=UI{W:电功(J),U:电压(V),I:电流(A),t:时间(s),P:电功率(W)}6.焦耳定律:Q=I2Rt{Q:电热(J),I:通过导体的电流(A),R:导体的电阻值(Ω),t:通电时间(s)}7.纯电阻电路中:由于I=U/R,W=Q,因此W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R8.电源总动率、电源输出功率、电源效率:P总=IE,P出=IU,η=P出/P总{I:电路总电流(A),E:电源电动势(V),U:路端电压(V),η:电源效率}9.电路的串/并联串联电路(P、U与R成正比)并联电路(P、I与R成反比)电阻关系(串同并反)R串=R1+R2+R3+1/R并=1/R1+1/R2+1/R3+电流关系I总=I1=I2=I3I并=I1+I2+I3+电压关系U总=U1+U2+U3+U总=U1=U2=U3功率分配P总=P1+P2+P3+P总=P1+P2+P3+10.欧姆表测电阻(1)电路组成(2)测量原理两表笔短接后,调节Ro使电表指针满偏,得Ig=E/(r+Rg+Ro)接入被测电阻Rx后通过电表的电流为Ix=E/(r+Rg+Ro+Rx)=E/(R中+Rx)由于Ix与Rx对应,因此可指示被测电阻大小(3)使用:机械调零、选择量程、欧姆调零、测量读数{注意挡位(倍率)}、拨off挡。

电磁辐射照射的场强单位及其换算

电磁辐射照射的场强单位及其换算

电磁辐射照射的场强单位及其换算一、电磁干扰场强的基本单位高频、微波电磁干扰场强有三种基本单位:电场强度V/m、磁场强度A/m和功率通量密度W/m2。

在测量电场时,若仪器的表头刻度用的是电场强度单位时,则用V/m单位表示之。

所测干扰场强小于1V/m时,可用m V /m、µV/m单位。

当使用环天线、框天线或磁性天线等来测量磁场,且仪器的表头刻度按磁场强度单位A/m刻度时,则可用A/m、 mA /m、µA/m单位表示之。

当电磁场频率高至微波段时,由于对电场、磁场的单独测量在技术上有一定困难;或者功率密度测量比电场、磁场测量要方便,所以可采用功率通量密度测量。

功率通量密度的单位为W/ m2。

国外生产的全向宽带场强仪、辐射危险计,因其工频率范围极宽,从260KHZ~26GHZ、,故测试电路中实现|E|2、|H|2较为方便。

因此,大多采用功率通量密度测量,并以mW /Cm2为表头刻单位。

强场仪测得的功率通量密度是Poyn-ting向量模的时间平均值,亦代表电磁场的强度。

它的单位W/m2和电场强度单位V /m、磁场强度单位A/m同为电磁干扰场强的基本单位。

它们的地位是等同的。

一、电磁干扰场强单位间的相互换算在一般情况下,V/m、A/m和mW /Cm之间不能相互换算。

只有在被测场为平面波情况下,三者间才能相互换算。

否则,只能“等效换算”。

何谓平面波?凡远离发射天线,在自由空间中传播的电磁波,皆为平面波。

根据电磁场理论,在平面波情况下,S=ZoH2=E2/Zo在自由空间中,Z=120π≈376.7Ω,代入上式后可得:E单位为V/m2,S单位为mW /C m2。

值得指出的是:通常A、B波段(10Khz~30MHZ)的干扰场强测量仪(例如德R/S公司的ESH3、日本Anritu公司的ML428B)使用环形天线进行测量。

虽然环形天线只对磁场分量起作用,但在自由空间中,由于E=Z0H(称等效电场分量),故表头可用等效电场分量刻度。

高中物理电学公式

高中物理电学公式

高中物理电学公式对于高中物理电学知识的学习,应该以电学实验为基础,通过切实的实际操作从而更加直观的观察到相应的电学原理,下面给大家分享一些关于高中物理电场公式,希望对大家有所帮助。

1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷:(e=1.60×10-19c);带电体电荷量等于元电荷的整数倍2.库仑定律:f=kq1q2/r2(在真空中){f:点电荷间的作用力(n),k:静电力常量k=9.0×nm2/c2,q1、q2:两点电荷的电量(c),r:两点电荷间的距离(m),方向在它们的连线上,作用力与反作用力,同种电荷互相排斥,异种电荷互相迎合}3.电场强度:e=f/q(定义式、计算式){e:电场强度(n/c),是矢量(电场的叠加原理),q:检验电荷的电量(c)}4.真空点(源)电荷构成的电场e=kq/r2 {r:源电荷至该边线的距离(m),q:源电荷的电量}5.匀强电场的场强e=uab/d {uab:ab两点间的电压(v),d:ab两点在场强方向的距离(m)}6.电场力:f=qe {f:电场力(n),q:受电场力的电荷的电量(c),e:电场强度(n/c)}7.电势与电势差:uab=φa-φb,uab=wab/q=-δeab/q8.电场力作功:wab=quab=eqd{wab:带电体由a至b时电场力所搞的功(j),q:磁铁量(c),uab:电场中a、b两点间的电势差(v)(电场力作功与路径毫无关系),e:匀强电场强度,d:两点沿场强方向的距离(m)}9.电势能:ea=qφa {ea:带电体在a点的电势能(j),q:电量(c),φa:a点的电势(v)}10.电势能的变化δeab=eb-ea {带电体在电场中从a边线至b边线时电势能的差值}11.电场力做功与电势能变化δeab=-wab=-quab (电势能的增量等于电场力做功的负值)12.电容c=q/u(定义式,排序式) {c:电容(f),q:电量(c),u:电压(两极板电势差)(v)}13.平行板电容器的电容c=εs/4πkd(s:两极板正对面积,d:两极板间的垂直距离,ε:介电常数)14.带电粒子在电场中的快速(v0=0):w=δek或qu=mvt2/2,vt=(2qu/m)1/215.带电粒子沿垂直电场方向以速度v0进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用的情况下)类平抛运动;垂直电场方向:匀速直线运动l=v0t,平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动d=at2/2,a=f/m=qe/m1.电流强度:i=q/t{i:电流强度(a),q:在时间t内通过导体横载面的电量(c),t:时间(s)}2.欧姆定律:i=u/r {i:导体电流强度(a),u:导体两端电压(v),r:导体阻值(ω)}3.电阻、电阻定律:r=ρl/s{ρ:电阻率(ω?m),l:导体的长度(m),s:导体横截面内积(m2)}4.闭合电路欧姆定律:i=e/(r+r)或e=ir+ir也可以是e=u内+u外{i:电路中的总电流(a),e:电源电动势(v),r:外电路电阻(ω),r:电源内阻(ω)};5.电功与电功率:w=uit,p=ui{w:电功(j),u:电压(v),i:电流(a),t:时间(s),p:电功率(w)};6.焦耳定律:q=i2rt{q:电热(j),i:通过导体的电流(a),r:导体的电阻值(ω),t:通电时间(s)};7.纯电阻电路中:由于i=u/r,w=q,因三此w=q=uit=i2rt=u2t/r;8.电源总动率、电源输出功率、电源效率:p总=ie,p出=iu,η=p出/p总{i:电路总电流(a),e:电源电动势(v),u:路端电压(v),η:电源效率}9.电路的串/并联串联电路(p、u与r成正比) 并联电路(p、i与r成反比)电阻关系(串同并反) r串=r1+r2+r3+ 1/r并=1/r1+1/r2+1/r3+电流关系 i总=i1=i2=i3 i并=i1+i2+i3+电压关系 u总=u1+u2+u3+ u总=u1=u2=u3功率分配 p总=p1+p2+p3+ p总=p1+p2+p3+10.欧姆表测电阻:(1)电路组成 (2)测量原理两表笔短接后,调节r0并使电表指针满偏,得ig=e/(r+rg+r0);互连被测电阻rx后通过电表的电流为ix=e/(r+rg+r0+rx)=e/(r中+rx);由于ix与rx对应,因此可指示被测电阻大小(3)采用方法:机械调零、挑选量程、欧姆调零、测量读数{特别注意挡位(倍率)}、挥off压。

电磁辐射照射的场强单位及其换算

电磁辐射照射的场强单位及其换算

电磁辐射照射的场强单位及其换算摘要:电磁干扰场强单位及其换算,是广大电磁兼容工作者经常遇到的、关切的问题之一。

电磁干扰场强既有电场强度、磁场强度和功率通量密度等基本单位,又有分贝制导出。

在某些情况下,单位之间还可相互换算。

本文将就这些单位的使用及换算作一简要的介绍。

一、电磁干扰场强的基本单位高频、微波电磁干扰场强有三种基本单位:电场强度V/m、磁场强度A/m和功率通量密度W/m2。

在测量电场时,若仪器的表头刻度用的是电场强度单位时,则用V/m单位表示之。

所测干扰场强小于1V/m时,可用m V /m、μV/m单位。

当使用环天线、框天线或磁性天线等来测量磁场,且仪器的表头刻度按磁场强度单位A/m刻度时,则可用A/m、 mA /m、μA/m单位表示之。

当电磁场频率高至微波段时,由于对电场、磁场的单独测量在技术上有一定困难;或者功率密度测量比电场、磁场测量要方便,所以可采用功率通量密度测量。

功率通量密度的单位为W/ m2。

国外生产的全向宽带场强仪、辐射危险计,因其工频率范围极宽,从260KHZ~26GHZ、,故测试电路中实现|E|2、|H|2较为方便。

因此,大多采用功率通量密度测量,并以mW /Cm2为表头刻单位。

强场仪测得的功率通量密度是Poyn-ting向量模的时间平均值,亦代表电磁场的强度。

它的单位W/m2和电场强度单位V /m、磁场强度单位A/m同为电磁干扰场强的基本单位。

它们的地位是等同的。

一、电磁干扰场强单位间的相互换算在一般情况下,V/m、A/m和mW /Cm之间不能相互换算。

只有在被测场为平面波情况下,三者间才能相互换算。

否则,只能“等效换算”。

何谓平面波?凡远离发射天线,在自由空间中传播的电磁波,皆为平面波。

根据电磁场理论,在平面波情况下,S=ZoH2=E2/Zo在自由空间中,Z=120π≈376.7Ω,代入上式后可得: E单位为V/m2,S单位为mW /C m2。

值得指出的是:通常A、B波段(10Khz~30MHZ)的干扰场强测量仪(例如德R/S公司的ESH3、日本Anritu公司的ML428B)使用环形天线进行测量。

接收场强 计算

接收场强 计算

接收场强计算1 接收场强的定义接收场强是指接收天线表面上单位面积内接受的电磁能量,通常用电场强度或功率密度来表示。

其值与发射源的信号强度、发射功率、传播路径、接收天线的方向、天线的增益等多种因素有关。

2 接收场强的计算公式接收场强的计算通常可用以下公式:E = (P × Gt × Gr × λ²) / (16π² × d²)其中,E为接收场强,单位为dBμV/m;P为发射功率,单位为dBm;Gt为发射天线增益,单位为dBi;Gr为接收天线增益,单位为dBi;λ为波长,单位为m;d为发射源到接收天线的距离,单位为m。

3 接收场强的影响因素接收场强的值受多种因素的影响,包括但不限于以下几个方面:3.1 发射源的信号强度发射源的信号强度越大,经过传播后到达接收天线的信号质量就越好,接收场强也就相应增加。

3.2 发射功率发射源的发射功率越大,发送信号的能量就越大,传播距离就越远,接收场强也就相应增加。

3.3 传播路径传播路径是指信号从发射源到接收天线的传输通道,包括地形地貌、大气层状况、建筑物障碍等。

若传播路径受阻隔较大,则信号衰减加剧,接收场强降低。

3.4 接收天线的方向接收场强的大小与接收天线的方向有很大关系。

如果接收天线向发射源的方向指向正确,则接收场强达到最大;否则,接收场强将受到影响,降低传输质量。

3.5 天线的增益天线的增益是指天线接收信号能力的强弱程度。

通常情况下,天线增益越大,接收场强就越大,信号质量也就越好。

4 接收场强的应用接收场强是电磁波通信系统中的重要参数之一,其值直接影响信号的质量和传输距离。

在实际应用中,根据需要以及系统运作状况,可通过调整发射功率、增加天线增益等方式来提高接收场强,从而实现更高质量的信号传输。

同时,在无线通信、雷达监测、卫星通信等领域,接收场强的计算和预测也非常重要,可以帮助人们更好地了解信号的传输特性和可能出现的问题,提前进行优化和调整,提高系统的稳定性和性能表现。

高中物理电磁学公式总整理

高中物理电磁学公式总整理

高中物理电磁学公式总整理篇一:高中物理电磁学所有概念知识点公式十、电场1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷:(e=1.60×10-19c);带电体电荷量等于元电荷的整数倍2.库仑定律:F=kq1q2/R2(真空中){F:点电荷间的作用力(n),K:静电常数K=9.0×109n?M2/C2,Q1,Q2:两点电荷的电量(c),R:两点电荷间的距离(m),方向在它们的连接线上,作用力和反作用力,相同的电荷相互排斥,不同的电荷相互吸引3.电场强度:e=f/q(定义式、计算式){e:电场强度(n/c),是矢量(电场的叠加原理),q:检验电荷的电量(c)}4.真空点(源)电荷形成的电场e=KQ/r2{R:源电荷到该位置的距离(m),Q:源电荷的电量}5.匀强电场的场强e=uab/d{uab:ab两点间的电压(v),d:ab两点在场强方向的距离(m)}6.电场力:F=QE{F:电场力(n),Q:受电场力作用的电荷量(c),e:电场强度(n/c)}7.电势与电势差:uab=φa-φb,uab=wab/q=-δeab/q8.电场力所做的功:WAB=quab=eqd{WAB:带电体从a到B(J)时电场力所做的功,Q:带电量(c),UAB:电场中a和B之间的电位差(V)(电场力所做的功与路径无关),e:均匀电场强度,D:沿电场强度方向两点之间的距离(m)}9.电势能:ea=qφa{ea:带电体在a点的电势能(j),q:电量(c),φa:a点的电势(v)}10.电势变化δEAB=EB EA{带电体在电场中从a位置到B位置的电势之差}11.电场力做功与电势能变化δeab=-wab=-quab(电势能的增量等于电场力做功的负值)12.电容C=q/u(定义公式、计算公式)(C:电容(f),q:电量(C),u:电压(两块板之间的电位差)(V))13.平行板电容器的电容c=εs/4πkd(s:两极板正对面积,d:两极板间的垂直距离,ω:介电常数)普通电容器[见第二卷第11页]14.带电粒子在电场中的加速(vo=0):w=δek或qu=mvt2/2,vt=(2qu/m)1/215.带电粒子以垂直于电场方向的速度VO进入均匀电场时的偏转(不考虑重力的影响)类平垂直电场方向:匀速直线运动l=vot(在带等量异种电荷的平行极板中:e=u/d)投掷运动的平行电场方向:匀速直线运动,初始速度为零,d=at2/2,a=f/M=QE/M注:(1)两个完全相同的带电金属小球接触时,电量分配规律:原带异种电荷的先中和后平分,原带同种电荷的总量平分;(2)电场线从正电荷开始,到负电荷结束。

场强与功率的关系

场强与功率的关系

概述通常,工作在260MHz至470MHz工业、科学与医疗频段(ISM)得发射天线都非常小,只能辐射发射机功率放大器输出功率得一小部分。

由此瞧来,对于发射功率得测量非常重要.具体得测量工作十分复杂,因为FCC规范得15、231部分规定了距离发射器3米处得场强(V/m)限制。

另外,接收天线得放置以及测量中使用得接收单元都会影响辐射功率得测量。

本文将解释辐射功率与场强以及测量接收器得关系。

表格中给出了260MHz至470MHz频段得FCC场强要求与辐射功率得对应关系,并给出了接收机测量得典型参数。

通过上述关系可以了解一些转换因数,用户能够确定对接收器得测量结果就是否表明发射器已接近其辐射功率得限制。

场强与辐射功率得关系天线发射功率向四周(球形)扩展,如果天线具有方向性,功率沿着传播方向得变化符合其增益G(Θ, Φ),(Θ, Φ)表达式,在半径为R得球体上得任意一点,以瓦/平方米为单位得功率密度(PD)由式1给出:ﻫ这个等式简单地表示为发射功率除以半径为R得球面面积。

增益符号,GT,没有角度变化。

因为在260MHz至470MHz ISM频段使用得绝大多数天线与工作波长相比非常小,其模板不会随方向急剧变化。

因为天线就是效率很低得辐射体,增益非常小,基于这种原因,PT 与GT相乘用来表示发射器与天线结合后得等效全向辐射功率(EIRP).EIRP表示可以从理想得全向天线发射得功率。

ﻫ距离发射器R处得功率密度同样可以表示为辐射信号场强E得平方除以η0表示得自由空间得阻抗(式2),η0得大小为120πΩ,或377Ω。

从上述两个等式可以得出EIRP,PTGT与场强E得关系,以V/m为单位。

ﻫ重新整理式3,用场强形式表示EIRP:ﻫﻫ在FCC要求得3米距离处,这个关系为:假设FCC对315MHz得平均场强限制就是6mV/m,利用式5,可以得到平均辐射功率得限制为10、8µW,或—19、7dBm.从场强到EIRP得转换更加复杂,因为有些文档用对数或dB形式表示场强。

高中物理电学公式归纳总结

高中物理电学公式归纳总结

高中物理电学公式归纳总结(经典版)编制人:__________________审核人:__________________审批人:__________________编制单位:__________________编制时间:____年____月____日序言下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。

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电磁辐射照射的场强单位及其换算

电磁辐射照射的场强单位及其换算

电磁辐射照射的场强单位及其换算电磁辐射照射的场强单位及其换算电磁辐射照射的场强单位及其换算摘要:电磁干扰场强单位及其换算,是广大电磁兼容工作者经常遇到的、关切的问题之一。

电磁干扰场强既有电场强度、磁场强度和功率通量密度等基本单位,又有分贝制导出。

在某些情况下,单位之间还可相互换算。

本文将就这些单位的使用及换算作一简要的介绍。

一、电磁干扰场强的基本单位高频、微波电磁干扰场强有三种基本单位:电场强度V/m、磁场强度A/m和功率通量密度W/m2。

在测量电场时,若仪器的表头刻度用的是电场强度单位时,则用V/m单位表示之。

所测干扰场强小于1V/m时,可用m V /m、µV/m单位。

当使用环天线、框天线或磁性天线等来测量磁场,且仪器的表头刻度按磁场强度单位A/m 刻度时,则可用A/m、mA /m、µA/m单位表示之。

当电磁场频率高至微波段时,由于对电场、磁场的单独测量在技术上有一定困难;或者功率密度测量比电场、磁场测量要方便,所以可采用功率通量密度测量。

功率通量密度的单位为W/ m2。

国外生产的全向宽带场强仪、辐射危险计,因其工频率范围极宽,从260KHZ~26 GHZ、,故测试电路中实现|E|2、|H|2较为方便。

因此,大多采用功率通量密度测量,并以mW /Cm2为表头刻单位。

强场仪测得的功率通量密度是Poyn-ting向量模的时间平均值,亦代表电磁场的强度。

它的单位W/m2和电场强度单位V /m、磁场强度单位A/m同为电磁干扰场强的基本单位。

它们的地位是等同的。

一、电磁干扰场强单位间的相互换算在一般情况下,V/m、A/m和mW /Cm之间不能相互换算。

只有在被测场为平面波情况下,三者间才能相互换算。

否则,只能“等效换算”。

何谓平面波?凡远离发射天线,在自由空间中传播的电磁波,皆为平面波。

根据电磁场理论,在平面波情况下,S=ZoH2=E2/Zo在自由空间中,Z=120π≈376.7Ω,代入上式后可得:E单位为V/m2,S单位为mW /C m2。

高中物理电学公式归纳总结

高中物理电学公式归纳总结

高中物理电学公式归纳总结一、电场1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷:(e=1.60×10-19C)2.库仑定律:F=kQ1Q2/r2(在真空中)3.电场强度:E=F/q(定义式、计算式)4.真空点(源)电荷形成的电场E=kQ/r25.匀强电场的场强E=UAB/d6.电场力:F=qE7.电势与电势差:UAB=φA-φB,UAB=WAB/q=-ΔEAB/q8.电场力做功:WAB=qUAB=Eqd9.电势能:EA=qφA10.电势能的变化ΔEAB=EB-EA11.电场力做功与电势能变化ΔEAB=-WAB=-qUAB(电势能的增量等于电场力做功的负值)12.电容C=Q/U(定义式,计算式)13.平行板电容器的电容C=εS/4πkd14.带电粒子在电场中的加速(Vo=0):W=ΔEK或qU=mVt2/2,Vt=(2qU/m)1/215.带电粒子沿垂直电场方向以速度Vo进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用的情况下)类平垂直电场方向:匀速直线运动L=Vot(在带等量异种电荷的平行极板中:E=U/d)抛运动平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动d=at2/2,a=F/m=qE/m<<<返回目录二、恒定电流1.电流强度:I=q/t{I:电流强度(A),q:在时间t内通过导体横载面的电量(C),t:时间(s)}2.欧姆定律:I=U/R{I:导体电流强度(A),U:导体两端电压(V),R:导体阻值(Ω)}3.电阻、电阻定律:R=ρL/S{ρ:电阻率(Ω?m),L:导体的长度(m),S:导体横截面积(m2)}4.闭合电路欧姆定律:I=E/(r+R)或E=Ir+IR也可以是E=U 内+U外{I:电路中的总电流(A),E:电源电动势(V),R:外电路电阻(Ω),r:电源内阻(Ω)}5.电功与电功率:W=UIt,P=UI{W:电功(J),U:电压(V),I:电流(A),t:时间(s),P:电功率(W)}6.焦耳定律:Q=I2Rt{Q:电热(J),I:通过导体的电流(A),R:导体的电阻值(Ω),t:通电时间(s)}7.纯电阻电路中:由于I=U/R,W=Q,因此W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R8.电源总动率、电源输出功率、电源效率:P总=IE,P出=IU,η=P出/P总{I:电路总电流(A),E:电源电动势(V),U:路端电压(V),η:电源效率}9.电路的串/并联串联电路(P、U与R成正比)并联电路(P、I与R成反比)电阻关系(串同并反)R串=R1+R2+R3+1/R并=1/R1+1/R2+1/R3+电流关系I总=I1=I2=I3I并=I1+I2+I3+电压关系U总=U1+U2+U3+U总=U1=U2=U3功率分配P总=P1+P2+P3+P总=P1+P2+P3+10.欧姆表测电阻(1)电路组成(2)测量原理两表笔短接后,调节Ro使电表指针满偏,得Ig=E/(r+Rg+Ro)接入被测电阻Rx后通过电表的电流为Ix=E/(r+Rg+Ro+Rx)=E/(R中+Rx)由于Ix与Rx对应,因此可指示被测电阻大小(3)使用方法:机械调零、选择量程、欧姆调零、测量读数{注意挡位(倍率)}、拨off挡。

基于零差检测的LFMCW激光雷达系统研究

基于零差检测的LFMCW激光雷达系统研究

在平 衡探 测器的信号输 出端 ,可测得经光 电转换后 的差频信
号 的频 域 波 形 如 图 2所 示 。

作者简 介 : 宋楠 ( 1 9 8 6 一 ) , 男, 吉林 辽源 人 , 硕士, 主要 研 究 方 向为光 通信 系统 理论 与无 线 通信 技术 ; 李桂英 ( 1 9 5 2 . ) , 女, 吉林长 春人 , 教授 , 研 究方 向为光 电信 号检测 、 弱信 号
信 息通信

宋楠等: 基 于零差检测 的 L F MC W 激光雷达系统研究
为L F M 信 号的一个完整周期 (
可得出又光耦合器输 出臂输 出的两路光信号 的光场表达
式 为:
2 0 0 MH z ) 。为了避免高频
分量 的干扰 ,在探测器输 出端使用低通滤波器滤 出该高频成
[ 1 】 B. L. S t a n n , M. M. Gi z a , D. Ro b i n s o n , e t a 1 . A S c a n n e r l e s s
I ma g i n g La d a r Us i n g a L a s e r Di o d e I l l u mi n a t o r a n d F M/ CW
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图 2平衡探测器输 营 静I 蔑 出差频信号频谱

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低通 滤 波质 差 凝信 号 频谱
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经包 含在电流信号当 中,系统可 以避免 因为 电混频所 引起 的
信 号功率损耗。而实际中 ,系统中的差频频率往往只有几十 兆赫 兹, 甚 至更低, 对 于光 电探测器响应带宽的要求不高 , 而 较低 的差 频频率可以降低保证探测器具有足够响应带宽的 同 时具 备较 高的响应度 。

场强与功率的关系

场强与功率的关系

场强与功率的关系概述通常,⼯作在260MHz⾄470MHz⼯业、科学和医疗频段(ISM)的发射天线都⾮常⼩,只能辐射发射机功率放⼤器输出功率的⼀⼩部分。

由此看来,对于发射功率的测量⾮常重要。

具体的测量⼯作⼗分复杂,因为FCC规范的15.231部分规定了距离发射器3⽶处的场强(V/m)限制。

另外,接收天线的放置以及测量中使⽤的接收单元都会影响辐射功率的测量。

本⽂将解释辐射功率与场强以及测量接收器的关系。

表格中给出了260MHz⾄470MHz频段的FCC场强要求与辐射功率的对应关系,并给出了接收机测量的典型参数。

通过上述关系可以了解⼀些转换因数,⽤户能够确定对接收器的测量结果是否表明发射器已接近其辐射功率的限制。

场强与辐射功率的关系天线发射功率向四周(球形)扩展,如果天线具有⽅向性,功率沿着传播⽅向的变化符合其增益G(Θ, Φ), (Θ, Φ)表达式,在半径为R的球体上的任意⼀点,以⽡/平⽅⽶为单位的功率密度(PD)由式1给出:这个等式简单地表⽰为发射功率除以半径为R的球⾯⾯积。

增益符号,GT,没有⾓度变化。

因为在260MHz⾄470MHz ISM频段使⽤的绝⼤多数天线与⼯作波长相⽐⾮常⼩,其模板不会随⽅向急剧变化。

因为天线是效率很低的辐射体,增益⾮常⼩,基于这种原因,PT和GT相乘⽤来表⽰发射器和天线结合后的等效全向辐射功率(EIRP)。

EIRP表⽰可以从理想的全向天线发射的功率。

距离发射器R处的功率密度同样可以表⽰为辐射信号场强E的平⽅除以η0表⽰的⾃由空间的阻抗(式2),η0的⼤⼩为120πΩ,或377Ω。

从上述两个等式可以得出EIRP,PTGT与场强E的关系,以V/m为单位。

重新整理式3,⽤场强形式表⽰EIRP:在FCC要求的3⽶距离处,这个关系为:假设FCC对315MHz的平均场强限制是6mV/m,利⽤式5,可以得到平均辐射功率的限制为10.8µW,或-19.7dBm。

从场强到EIRP的转换更加复杂,因为有些⽂档⽤对数或dB形式表⽰场强。

高中物理常用公式

高中物理常用公式

十、电场1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷:(e=1.60×10-19C);带电体电荷量等于元电荷的整数倍2.库仑定律:F=kQ1Q2/r2(在真空中){F:点电荷间的作用力(N),k:静电力常量k=9.0×109N•m2/C2,Q1、Q2:两点电荷的电量(C),r:两点电荷间的距离(m),方向在它们的连线上,作用力与反作用力,同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引}3.电场强度:E=F/q(定义式、计算式){E:电场强度(N/C),是矢量(电场的叠加原理),q:检验电荷的电量(C)}4.真空点(源)电荷形成的电场E=kQ/r2 {r:源电荷到该位置的距离(m),Q:源电荷的电量}5.匀强电场的场强E=UAB/d {UAB:AB两点间的电压(V),d:AB两点在场强方向的距离(m)}6.电场力:F=qE {F:电场力(N),q:受到电场力的电荷的电量(C),E:电场强度(N/C)}7.电势与电势差:UAB=φA-φB,UAB=WAB/q=-ΔEAB/q8.电场力做功:WAB=qUAB=Eqd{WAB:带电体由A到B时电场力所做的功(J),q:带电量(C),UAB:电场中A、B两点间的电势差(V)(电场力做功与路径无关),E:匀强电场强度,d:两点沿场强方向的距离(m)}9.电势能:EA=qφA {EA:带电体在A点的电势能(J),q:电量(C),φA:A点的电势(V)}10.电势能的变化ΔEAB=EB-EA {带电体在电场中从高中物理电路实验A位置到B位置时电势能的差值}11.电场力做功与电势能变化ΔEAB=-WAB=-qUAB (电势能的增量等于电场力做功的负值)12.电容C=Q/U(定义式,计算式) {C:电容(F),Q:电量(C),U:电压(两极板电势差)(V)}13.平行板电容器的电容C=εS/4πkd(S:两极板正对面积,d:两极板间的垂直距离,ω:介电常数)常见电容器14.带电粒子在电场中的加速(Vo=0):W=ΔEK或qU=mVt2/2,Vt=(2qU/m)1/215.带电粒子沿垂直电场方向以速度Vo入入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用的情况下)类平垂直电场方向:匀速直线运动L=Vot(在带等量异种电荷的平行极板中:E=U/d)抛运动平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动d=at2/2,a=F/m=qE/m注:(1)两个完全相同的带电金属小球接触时,电量分配规律:原带异种电荷的先中和后平分,原带同种电荷的总量平分;(2)电场线从正电荷出发终止于负电荷,电场线不相交,切线方向为场强方向,电场线密处场强大,顺着电场线电势越来越低,电场线与等势线垂直;(3)常见电场的高中物理知识点总结电场线分布要求熟记;(4)电场强度(矢量)与电势(标量)均由电场本身决定,而电场力与电势能还与带电体带的电量多少和电荷正负相关;(5)处于静电平衡导体是个等势体,表面是个等势面,导体外表面附近的电场线垂直于导体表面,导体内部合场强为零,导体内部没有净电荷,净电荷只分布于导体外表面;(6)电容单位换算:1F=106μF=1012PF;(7)电子伏(eV)是能量的单位,1eV=1.60×10-19J;(8)其它相关内容:静电屏蔽、示波管、示波器及其应用、等势面十一、恒定电流1.电流强度:I=q/t{I:电流强度(A),q:在时间t内通过导体横载面的电量(C),t:时间(s)}2.欧姆定律:I=U/R {I:导体电流强度(A),U:导体两端电压(V),R:导体阻值(Ω)}3.电阻、电阻定律:R=ρL/S{ρ:电阻率(Ω•m),L:导体的长度(m),S:导体横截面积(m2)}4.闭合电路欧姆定律:I=E/(r R)或E=Ir IR也能够是E=U内 U外{I:电路中的总电流(A),E:电源电动势(V),R:外电路电阻(Ω),r:电源内阻(Ω)}5.电功与电功率:W=UIt,P=UI{W:电功(J),U:电压(V),I:电流(A),t:时间(s),P:电功率(W)}6.焦耳定律:Q=I2Rt{Q:电热(J),I:通过导体的电流(A),R:导体的电高中物理公式阻值(Ω),t:通电时间(s)}7.纯电阻电路中:因为I=U/R,W=Q,因三此W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R8.电源总动率、电源输出功率、电源效率:P总=IE,P出=IU,η=P出/P 总{I:电路总电流(A),E:电源电动势(V),U:路端电压(V),η:电源效率} 9.电路的串/并联串联电路(P、U与R成正比) 并联电路(P、I与R成反比)电阻关系(串同并反) R串=R1 R2 R3 1/R并=1/R1 1/R2 1/R3电流关系 I总=I1=I2=I3 I并=I1 I2 I3电压关系 U总=U1 U2 U3 U总=U1=U2=U3功率分配 P总=P1 P2 P3 P总=P1 P2 P310.欧姆表测电阻(1)电路组成 (2)测量原理两表笔短接后,调节Ro使电表指针满偏,得Ig=E/(r Rg Ro)接渗入渗出被测电阻Rx后通过电表的电流为Ix=E/(r Rg Ro Rx)=E/(R中 Rx)因为Ix与Rx对应,所以可指示被测电阻大小(3)使用方法:机械调零、选择量程、欧姆调零、测量读数{注重挡位(倍率)}、拨off挡11.伏安法测电阻电流表内接法:电压表示数:U=UR UA电流表外接法:电流表示数:I=IR IVRx的测量值=U/I=(UA UR)/IR=RA Rx>R真Rx的测量值=U/I=UR/(IR IV)=RVRx/(RV R)<R真选用电路条件Rx>>RA [或Rx>(RARV)1/2]选用电路条件Rx<<RV [或Rx<(RARV)1/2] 12.滑动变阻器在电路中的限流接法与高中物理电路实验分压接法限流接法电压调节范围小,电路简单,功耗小便于调节电压的选择条件Rp>Rx电压调节范围大,电路复杂,功耗较大便于调节电压的选择条件Rp<Rx注1)单位换算:1A=103mA=106μA;1kV=103V=106mA;1MΩ=103kΩ=106Ω(2)各种材料的电阻率都随温度的变化而变化,金属电阻率随温度升高而增大;(3)串联总电阻大于任何一个分电阻,并联总电阻小于任何一个分电阻;(4)当电源有内阻时,外电路电阻增大时,总电流减小,路端电压增大;(5)当外电路电阻等于电源电阻时,电源输出功率最大,此时的输出功率为E2/(2r);(6)其它相关内容:电阻率与温度的关系半导体及其应用超导及其应用十二、磁场1.磁感应强度是用来表示磁场的强弱和方向的物理量,是矢量,单位T),1T=1N/A•m2.安培力F=BIL;(注:L⊥B) {B:磁感应强度(T),F:安培力(F),I:电流强度(A),L:导线长度(m)}3.洛仑兹力f=qVB(注V⊥B);质谱仪{f:洛仑兹力(N),q:带电粒子电量(C),V:带电粒子速度(m/s)}4.在重力忽略不计(不考虑重力)的情况下,带电粒高中物理网子入入磁场的运动情况(掌握两种):(1)带电粒子沿平行磁场方向进渗入渗出磁场:不受洛仑兹力的作用,做匀速直线运动V =V0(2)带电粒子沿垂直磁场方向进渗透磁场:做匀速圆周运动,规律如下a)F向=f洛=mV2/r =mω2r=mr(2π/T)2=qVB;r=mV/qB;T=2πm/qB;(b)运动周期与圆周运动的半径和线速度无关,洛仑兹力对带电粒子不做功(任何情况下);(c)解题关键:画轨迹、找圆心、定半径、圆心角(=二倍弦切角)注:(1)安培力和洛仑兹力的方向均可由左手定则判定,仅仅洛仑兹力要注意带电粒子的正负;(2)磁感线的特点及其常见磁场的磁感线分布要掌握;(3)其它相关内容:地磁场、磁电式电表原理、回旋加速器、磁性材料。

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概述
令狐采学
通常,工作在260MHz至470MHz工业、科学和医疗频段(ISM)的发射天线都非常小,只能辐射发射机功率放大器输出功率的一小部分。

由此看来,对于发射功率的测量非常重要。

具体的测量工作十分复杂,因为FCC规范的15.231部分规定了距离发射器3米处的场强(V/m)限制。

另外,接收天线的放置以及测量中使用的接收单元都会影响辐射功率的测量。

本文将解释辐射功率与场强以及测量接收器的关系。

表格中给出了260MHz至470MHz频段的FCC场强要求与辐射功率的对应关系,并给出了接收机测量的典型参数。

通过上述关系可以了解一些转换因数,用户能够确定对接收器的测量结果是否表明发射器已接近其辐射功率的限制。

场强与辐射功率的关系
天线发射功率向四周(球形)扩展,如果天线具有方向性,功率沿着传播方向的变化符合其增益G(Θ, Φ), (Θ, Φ)表达式,在半径为R的球体上的任意一点,以瓦/平方米为单位的功率密度(PD)由式1给出:
这个等式简单地表示为发射功率除以半径为R的球面面积。


益符号,GT,没有角度变化。

因为在260MHz至470MHz ISM 频段使用的绝大多数天线与工作波长相比非常小,其模板不会随方向急剧变化。

因为天线是效率很低的辐射体,增益非常小,基于这种原因,PT和GT相乘用来表示发射器和天线结合后的等效全向辐射功率(EIRP)。

EIRP表示可以从理想的全向天线发射的功率。

距离发射器R处的功率密度同样可以表示为辐射信号场强E的平方除以η0表示的自由空间的阻抗(式2),η0的大小为120πΩ,或377Ω。

从上述两个等式可以得出EIRP,PTGT与场强E的关系,以
V/m为单位。

重新整理式3,用场强形式表示EIRP:
在FCC要求的3米距离处,这个关系为:
假设FCC对315MHz的平均场强限制是6mV/m,利用式5,可以得到平均辐射功率的限制为10.8µW,或-19.7dBm。

从场强到EIRP的转换更加复杂,因为有些文档用对数或dB形式表示场强。

在上面的例子中,场强大小6mV/m可以表示为15.6dBmV/m 或75.6dBµV/m。

另外,FCC的辐射限制在260MHz到470MHz 的频带范围内随频率而变化,这种变化意味着对于每种频率,都需要按照FCC要求计算出场强大小,然后从一种计量单位转换到另一种。

FCC规范的15.231部分规定260MHz的场强限制为3750µV/m,在470MHz处线性增加到12500µV/m。

按照式1
至式5和FCC规范对平均场强的限制得到表1所示结果,表1中的数据以5MHz频率为间隔提供了场强规格的多种表达形式。

发射天线的增益假设为0dB。

接收功率与辐射功率的关系
如果对接收功率、辐射功率的测量单位加以限制,从接收到发射之间的功率关系将很容易理解,这是通信系统中计算空间损耗的基础。

从在一定距离R处的功率密度开始(式1),在这个距离处天线的接收功率是功率密度乘以接收天线的有效面积,天线的有效面积由式6定义:
λ为发射波长,用接收天线的有效面积乘以式1表示的密度,可
以得到自由空间的损耗计算公式:
式7表明:如果接收天线的增益保持均匀(采用小尺寸天线,四分之一波长),对于增益均匀的接收天线,频率为300MHz (对应于1米波长)、3米处的功率损耗大概是(1/12π)2,或31.5dB。

这个值会因接收天线增益的不同而有所变化,变化范围在25dB到35dB,这一步骤对于首先确认发射器、天线和测试装置是否合理很重要。

例如,如果希望RKE发射器电路板辐射-20dBm的功率,就应该在3米处与接收天线相连的频谱分析仪上看到略小于-50dBm的功率,假设接收天线保持均匀的增益。

测试接收电压与辐射功率的关系
在许多旨在证明符合FCC规范的测试中,接收器通常测量的是天线处的RF电压,而不是功率。

这是由于FCC需要场强测量,不是EIRP。

场强单位为V/m (或mV/m或µV/m),通过测量电压并经过校准常数转换得到V/m更加直观。

接收天线在生产时为了测量其电磁兼容性,给出了一个以1/m 为单位的校准常数,我们将在下面讨论这个校准常数的意义和来历,说明电压测量和EIRP关系的重要性。

当接收器获得来自天线的功率时,这个功率通常通过50Ω的负载电阻Z0转变成电压,接收电压和接收功率的关系由式8表示:
把上式带入式7,得到用EIRP表示的接收电压表达式(式9):
测试接收电压与场强的关系
建立接收功率或接收电压与场强的关系可以通过式6、式7完成。

将功率密度和接收天线的有效面积相乘,式10中的唯一区别是功率密度由场强E表示,与式2类
似:
根据式8所表达的PR和接收电压的关系,推导出式11,VR和E之间的关系为:
等式两边进行开方运算,所得接收电压为一个系数乘以场强。

多数接收器具有50Ω的阻抗Z0 ,η0 = 120πΩ,上式可以简化
为式12:
场强E与接收电压VR的关系系数通常用E和VR之比表示,这是由于VR是测量值,E是与FCC标准进行比较的数值。

天线生产厂商进行场强测量时列出该系数,称其为天线因数(AF),规格书中这个系数与频率有关。

由式12的得到天线系数如下所示:
式13的单位用1/m或以20 log10 [V/m/V],dB表示。

天线增益用功率增益表示,所以6dB的天线增益系数为4,10dB的天线增益系数为10。

假如波长为1米(300MHz频率),天线增益为6dB,则等式13中的天线系数为4.87/m,或13.6dB/m。

用于场强测量的常用接收天线是对数周期阵列(LPA)天线,在测试范围内其增益大小与频率无关。

这意味着天线因数随频率线性增加。

典型的LPA,TDK RF Solution公司的PLP-3003,在300MHz下具有14.2dB的天线系数,或5.1/m,天线系数与频率的关系如图1所示。

按照式13,在300MHz频率下,这种天线的增益为5.6dB。

图1. 典型测量天线的系数(AF)与频率的关系曲线
根据式13和图1,为了满足300MHz下FCC对平均场强的限制5417µV/m,在50Ω输入接收器处测试到的结果应该在1056µV 以内。

用dB表示时,74.7dBµV/m的FCC场强限制,对应于接收器的测量值为60.5dBµV,50Ω负载下的测量功率为-46.5dBm 。

这个结果和前面的功率损失估算一致(由此,我们得到发射端
-20dBm的EIRP信号,会由接收器收到大约-50dBm。

)。

测量接收电压和功率
表2给出了符合FCC场强限制的50Ω负载接收天线处的测量电压,表2所采用的AF取自图一对数周期阵列天线的规格书。

表3给出了同样装置下测量到的功率值,表3所示有效辐射功率来自于符合场强限制的发射器和天线,空间损耗和接收天线增益决定50Ω负载上的功率。

两个表格中的结果一致。

这些表格为短波UHF发射器的设计者和使用者提供了参考,帮忙确定系统是否满足FCC要求,是否能够提供所需功率。

实际测量考虑
本文表格给出了功率和电压的测量值,它们是规范中场强和EIRP的函数。

这些数值会因使用测试天线的不同而变化。

测量中还需要参考校正系数,考虑电缆损耗、失配损耗等,这些因素与频率有关。

测试环境中,特别是来自地面的反射,能够造成接收电压发生显著变化(多达6dB)。

需要校准地面反射,可以使用另一个参考天线,通常为偶极子天线,辐射天线的极化需要尽可能与测量天线的极化相匹配。

需考虑辐射设备的方向模板,即使辐射天线尺寸非常小(小于1/6波长),因为封装、测试装置、同轴电缆的地屏蔽层都会引起方向性的变化。

这些表格中的场强大小参照了FCC规范允许的平均功率限制,假如传输持续时间、占空比符合某些限制条件,辐射峰值功率限制在20dB左右。

因此,设计人员需要特别注意明显高于表格中所列数据的情况。

因为测试值满足场强限制,在对设备进行调整时并不困难。

举例来说,假如一个产品的占空比允许
315MHz下的峰值场强比FCC平均场强高出10dB,那么此时峰值场强的大小可以为19.1µV/m,或85.6dBµV/m。

表2和表3种对应的电压和功率为71dBµV 、-36dBm。

测量并获得所有这些参数后,即可利用这里提供的表格确定发射器是否满足设计要求。

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