电磁场介绍

言了电磁波的存在。
电磁场与电磁波
第0章 电磁学漫谈
二、电磁场与电磁波应用的三个主要方面 • 静电场：利用静电场对带电粒子具有力的作用。如： 静电复印、静电除尘以及静电喷漆 • 静磁场：利用磁场力的作用。如：电磁铁、磁悬浮 轴承以及磁悬浮列车等 • 时变电磁场：利用电磁波作为媒介传输信息。如：
无线通信、广播、雷达、遥控遥测、微波遥感、无
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第0章 电磁学漫谈
电磁学漫谈
一、电磁场与电磁波理论发展简史 二、电磁场与电磁波的典型应用 三、本课程的性质及特点 四、课程的主要内容
电磁场与电磁波
第0章 电磁学漫谈
一、电磁场与电磁波理论发展简史
• 公元前600年希腊人发现了摩擦后的琥珀能吸引微小物体； 公元前5世纪，希腊人发现小石头可以吸引小磁铁，我国发 明了指南针；后来人们发现了地球磁场的存在。 • 1785年，法国科学家库仑在实验规律的基础上，提出了第 一个电学定律：库仑定律。使电学研究走上了理论研究的 道路。 • 1820年，由丹麦的科学家奥斯特在课堂上的一次试验中， 发现了电的磁效应，从此将电和磁联系在一起 。 • 1822年，法国科学家安培提出了安培力定律，提出了分子 电流假设，将奥斯特的发现上升为理论。
磁分离器
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磁录音原理：
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磁悬浮列车
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时变场——电磁波的应 用
• 在发现电磁波不到6年，利用 电磁波的技术，如雨后春笋 般相继问世。
• 无线电报（1894年） • 无线电广播（1906年）
• 无线电导航（1911年）
隐形飞机决不是指飞机将自己 的形体隐藏起来，让我们看 不见它，而是说它可以使雷 达“看不到”它。 F-117A (第1种可正式作战的隐形 飞机) • 雷达工作原理：雷达发出高频电磁波射到物体上。 物体把这个电磁波向各个方向反射，当然也有一部 分反射回发射点（雷达），在雷达处再设一个接收 装置就可接收到回波。根据回波可发现物体。 • 隐形飞机原理：使雷达无法探测到。飞机达到隐形 效果的关键，在于采用隐形材料和隐形设计，尽量 把雷达波束吸收掉，或者向偏离原雷达的方向反射。 这样飞机就不容易被雷达探测到。
隐形飞机
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雷达系统
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三、本课程的性质和特点
电子、通信类专业学生 必修主干课程 前修课程：高等数学、大学物理(电磁学) 后续课程：微波技术、电磁兼容、移动通信 卫星通信、微波通信、光纤通信、 射频电子学、射频电路基础 理论性强-体系完整、严谨 内容抽象-空间矢量场看不见、摸不着 数学知识多-偏微分，多重积分，矢量分析， 四元函数 x, y, z, t 的矢量运算
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四、课程的主要内容
电磁学的数学基础 静电场 静态场 恒定电场 ——矢量分析
恒定磁场
静态场的求解方法 时变电磁场
时变场
平面电磁波
导行电磁波
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学习要求
不迟到，不缺课。缺了，自动补上
认真听讲，学会记笔记
不抄作业，不赶作业，按时交作业 踊跃参加课内互动
卫星通信
卫星通信是二战之后发展起来的一 种先进的无线通信技术。
• 基本原理：卫星通信就是地球上（包括地球、水面和 低层大气中）的无线电通信站之间利用人造卫星做中 继站而进行的通信。 • 通信地球站：可以是地面站、车载站、机载站
• 地球站的天线要始终对准卫星才能利用卫星进行通信， 所以我们通常使用静止卫星，也即同步卫星。 • 同步卫星：卫星处在距地面35600公里左右时，周期 T=24小时，时间与地球自转时间一致。
多和同学交流，讨论
线因特网、无线局域网、卫星定位以及光纤通信等
信息技术
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应用实例
静态场应用 时变场应用 变压器 蓝牙技术 卫星通信 微波炉/电磁炉 隐形飞机
阴极射线示波器 喷墨打印机 磁悬浮列车 磁分离器
矿物的分选
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原理：通过控制带电粒子（电子或是质子）的轨迹。
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微波炉
• 内加热：微波炉中极性分子接受微波辐射的能量 后，通过分子偶极的每秒数十亿次的高速旋转产 生热效应，这种加热方式称为内加热 • 外加热：把普通热传导和热对流的加热过程称为 外加热。 • 内加热特点：加热速度快、受热体系温度均匀等 特点。
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电磁炉
加热原理：采用磁场感应电流(涡流)加热，利用电流通 过线圈产生磁场，当磁场内的磁力线通过金属器皿的 底部时即会产生无数小涡流，使器皿本身自行高速发 热，然后再加热于器皿内的食物。 特点： • 锅具自行发热，并煮食锅内食物。 • 炉面不发热，当磁场内的磁力线通过非金属物休，不 会产生涡流，故不会产生热力。炉面和人都是非金属 物体，本身不会发热，因此没有被电磁炉烧伤的危险， 安全可靠。 • 电磁炉的热效率极高，煮食时安全、洁净、无火、无 烟、无废气、不怕风吹、不会爆炸或引致气体中毒。
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• 1825年，德国科学家欧姆得出了第一个电路定律：欧姆定 律。 • 1831年，英国实验物理学家法拉第发现了电磁感应定律 。 并设计了世界上第一台感应发电机。
• 1840年，英国科学家焦耳提出了焦耳定律，揭示了电磁现
象的能量特性。 • 电磁学理论的完成者——英国的物理学家麦克斯韦 （1831—1879）。麦克斯韦方程组——用最完美的数学 形式表达了宏观电磁学的全部内容 。麦克斯韦从理论上预
• 无线电话（1916年）
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• 短波通信（1921年）
• 无线电传真（1923年） • 电视（1929年） • 微波通信（1933年） • 雷达（1935年）
• 遥控、遥感、卫星通信、 射电天文学……它们使整 个世界面貌发生了深刻的
变化。
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原理应用：
》阴极射线示波器
》回旋加速器
》喷墨打印机 》速度选择器等 所有带电粒子偏转都是通过两平行板间的电位差实现
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阴极射线示波器
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喷 墨 打 印 机
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含石英硫酸盐矿
பைடு நூலகம்硫酸盐矿
石英
选矿器
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