看得懂的电磁场理论 解电路的惑

看得懂的电磁场理论解电路的惑

本文的作者凤舞天是《电子工程专辑》的老博主，希望用自己的所学成就自己的事业，更希望惠及他人。分享了很多自己创业和管理的经验。《看得懂的电磁场理论》这篇博文，自发表后至有109名读者表示喜欢此文，阅读6844，评论56，深受读者喜爱。《续:看得懂的电磁场理论》是博主综合这段时间深入思考，与网友在评论中互动。以下是博文内容：自从发表了“看得懂的电磁场理论”这篇文章后，短短16日就在“最喜欢博文”中置顶，可见大家对于了解电磁场方面的知识应该是相当迫切的。虽然今天很多电磁场的知识都由以电路为基础加上一些规矩约束，在各个行业中应用良好，比如PCB设计、射频甚至天线，都可以凭借一些“行业规则”，一些“模版”轻松设计，如PCB有“华为PCB设计标准”，按照这个上面的要求布线，都不需要再理解电磁场了，射频、天线若有师傅传授经验，也是模版化了，本人接触过不少做这些方面的，都是基于经验为主的设计也可以设计出性能不错的产品，这个会让一部分人迷惑，电磁场这么难，还需要学习电磁场吗？我认为，这个根据个人的实际情况选择，基

础差的可以不需要学，但对于有一定基础，又想进一步理解电磁场，用电磁场的观点来看待PCB设计、射频、天线，

可以把他们统一起来，尤其是在培养人才方面，只需要把电

磁场原理讲解透彻，再结合一些例子，他们可以通过实践举一反三，今后不再需要师傅一一传授。记得在2007年，有一个做对讲机的小伙子过来面试，那个时候我们公司还弱，没几个人，聊天中他问了我几个关于射频、天线方面的问题，他的师傅从不跟他讲原理如何，只是让他该如何做如何做，让他很疑惑？我一一的用电磁场给他做了解答，之后他马上回去辞职跟了我。学电磁场可以解电路的惑，其实电磁场并不是很难，他的难点，核心在于我们没法直观观察，并且我们肉眼无法直观看到，其实分析透彻后，一点都不难。我也在平时把这些电磁场的理论基础传授给我的同事，让他们不知不觉中学习。为了进一步把这篇文章写好，多次跟网友交流，甚至发邮件给曾教我电磁场的大学老师，尤其是在msOS群内，新加入不少因为看到这篇文章进来的，经常讨论之后有了新的认识，可以把之前这篇文章的一些细节漏洞补齐，之前有些难点我是避开讲解的，随着自己的认识会慢慢添加进去。（还死啃概念？看得懂的电磁场理论）第2页：发邮件给曾教我电磁场的大学老师请教及老师高徒的回复

后面附张老师高足的回复，一位学术上很出色的博士：张老师，您好！我是兰大信息学院97级01届的学生，名叫王绍伟，当年听过您的电磁场微波课程，受益匪浅，提到电磁场，第一个想起您来。我现在在深圳，以前做手机开发，经常接触到射频，虽然自己对电磁场有一定的了解，但往往基于数

学层面，理性认识，时间长了就模糊了，而在实际使用中，这些理性认识其实是很不足的，真正有价值的是感性认识，尤其是对场结构的认识，所以我基于场结构，建立了一套感性直观的体系，但也很模糊，往往只能意会，不能言传。现在我在开发推广一套嵌入式软件，有一帮嵌入式群体跟着我学，他们时常提到无法理解电磁场，但实际中又经常碰到高速走线，比如微带线等，所以我也偶尔给他们讲解，讲解多了之后，我把我内心想表达的东西慢慢的整理出来，成了这篇文章，自我感觉还可以，但一些细节方面，可能还存在问题，所以我想进一步深化这篇文章，特写信向您请教，请您指点一二。感谢您当年的指教，非常感谢！您的学生：王绍伟张老师高足的回复你好，我是张老师的学生，代张老师仔细阅读了你的文章，意见如下：1.这篇文章浅显易懂，由电路理论自然地过渡到电磁场理论，可以使普通的学生能感性上认识电磁场。2.文中这句话“但电的建立是光的速度，所以电路建立的基础，显然不是以电子的移动作为初始条件”还需要进一步斟酌。3.电路分直流和交流电路，你从路到场的过渡或许可以从低频电路到高频电路展开。4.可以加入集总模型和分布式参数模型。5.其他部分解释比较详细，可以作为一个不错的入门学习资料。第3页：反思：文章中还需要解决的一些硬伤孔老师：您好，感谢您的回复。目前这篇文章中还有一些硬伤需要解决的，大致还有如下几点：1、LC振

荡与波到底有什么区别，大家很容易把LC振荡理解为波而导致失败，本文中是硬性给出了结论，后续需要解决，这个目前已经基本上想通，引入空间正交概念解决，麦氏方程前两个都是一阶微分方程，一阶微分方程就是一个正交，而电场与磁场在空间上正交恰好解决了这个问题。2、电磁场是什么样子的，需要找到实际中的对应例子，我之前用了DNA 的双螺旋作为类比，有些像，但毕竟不准确，还需要继续寻找。3、大家一般会把电路与电磁场混淆了，需要给出一个比较清晰的逻辑，比如电路是基于电流的，电流基于回路的电场的，电场又基于什么，应该是电磁场，那么电磁场本源是什么，我认为信号源存在，电磁场就存在了，只是接了电路这个回路之后，首先这个电磁场去探索电路，通过多次的折叠振荡达到稳态，在电路中建立了稳定的电场，继而才有稳定的电流，这样把整个逻辑理顺。4、电子存在比较大的质量，移动速度很慢，跟电磁场的速度相比，差距很大，但是传输线中，又是基于L、C模型的，若电子速度就没有跟上电场速度，这个传输线模型就无法成立，在电磁场的传输线模型中，回避了电子移动速度问题，这个目前是我最困惑的，因为从数据上了解，差距很大，若只是稍微慢一些，还可以理解为损耗。以上是我这段时间思考的，也是有些网友提问的。从您的回复看，您对于这方面确实很有研究，并且我刚百度了一下您，在学术领域有较深厚的作为，感谢您的

指导，谢谢！第4页：讨论：集中参数电路只在理论上存在tamkay我还想强调我的一个观点，现实中是没有集中参数

电路的（即我们常说的电路），集中参数电路只在理论上存在，所有实际存在的电路都是分布参数电路。如果这些电路在低频下工作，则可以近似处理为集中参数；如果这些电路在处在直流稳态下，则可以处理为集中参数。tamkay现有

电磁场理论是非常清晰明确的，是精确描述电磁场规律（包括了真空中、介质中和导体中的规律）的理论。有人认为理论不实用，是因为实际产品的电磁场结构模型可能是不精确的，甚至是时变的，这时精确建模和科学计算就特别有用，如果是时变的，或者是随机变化的，那么需要应用更复杂的数学工具才能透彻研究。diliang很多问题直至物理学前沿了，电磁场的本质其实还不知道，所以要想清晰的理解就难了。一种理论说空间（真空）就是一种能量存在的方式，电磁波则是空间能量传递的一种方式或者特性。物质也是能量存在的一种方式，那么导体当然也是。至于电子的质量是很小的，是轻子，速度是可以加速到接近光速的。当然是在真空中。如果在介质中，光也是会慢许多的，电磁场也会慢许多，电子也慢许多。电子的运动受电磁力的作用，在导体中，

主要是电场力。但是电子在导体中的运动方式，其实也是不清楚的，电阻是导体宏观上的特性，并不能说明影响的是具体单个电子的速度，倒像是影响经过的电子数目。这点又和