真空电容率与磁导率的改变
从麦克斯韦方程组，可以推论出光波是电磁波。根据麦克斯韦方程，我们推出
【1】。所以我们得出真空中光速不变的结论。后来我们把这个理解为光速绝对不变，即光速不变原理。磁导率与电容率一般是不变的，那么真空磁导率与电容率真的不变吗？【5】
一，电磁波的能量大小由坡印廷矢量决定，即S=E×H,其中s为坡印廷矢量，E为电场强度，H为磁场强度。E、H、S彼此垂直构成右手螺旋关系；即由S代表单位时间流过与之垂直的单位面积的电磁能，单位是W/m²。
【2】
二，1905年，年轻的爱因斯坦发展了普朗克的量子说。他认为，电磁辐射在本质上就是一份一份不连续的，无论是在原子发射和吸收它们的时候，还是在传播过程中都是这样。其能量为普朗克常量和电磁辐射频率的乘积，E=hv。【3】
一中S=E×H表示的是单位时间流过垂直面的单位面积的电磁能；二中E=hv表示的是一份电磁波的能量，或者说是一定时间的电磁波的总能量。那么二中E=hv与S=E×H有什么关系？如果S=E=hv,表示什么意思？其中E与H分别表示一段电磁波的平均电场强度与磁场强度。当S=E，得E×H= hv= 1/μE ?B。由此我们得出，如果电磁波的频率发生变化，那么电磁波的平均电场强度与平均磁感应强度发生变化。电磁波频率变大，那么电磁波的平均电场强度与平均磁感应强度变大；反之，电磁波频率变小，那么电磁波的平均电场强度与平均磁感应强度变小。
如果光源运动或观察者运动，那么对光有什么影响？运动可以使观察者的接受频率发生变化。根据上得，光源或观察者的运动可以使电磁波的平均电场强度与平均磁感应强度发生变化。即，使光的电场强度发生变化，使光的磁感应强度发生变化。
那么光源或观察者的运动使光的电场强度发生变化，根据D=εE，得出E =D/ε.光源不变，可认为D不变，所以得出这样的结论：电场强度发生变化是因为电容率发生变化。
而电容率一般是不变的，所以光源或观察者的运动相当于使介质或真空的电容率发生变化。同理，光源或观察者的运动使光的磁感应强度发生变化，根据B=μH，光源不变，可认为H不变，所以得出这样的结论：磁感应强度发生变化是因为磁导率发生变化。而磁导率一般是不变的，所以光源或观察者的运动相当于使介质或真空的磁导率发生变化。
所以得出结论，光源或观察者的运动，相当于使介质或真空的磁导率与电容率发生变化。就是说如果根据光源或观察者的运动，那么对于观察者来说，根据，得出光
速发生变化。在真空中，如果观察者与光源发生相对运动，光速就会发生变化。
通常我们得出的真空中光速不变的结论，指的是光源与观察者相静止的情况。
另，在不同的介质中光速可能不同，根据公式E=hv得，光的能量不发生变化；根据B=μ H，D=εE得，E与B发生变化，根据S=1/μ E ?B，得出能量发生变化。所以不同的介质对应不同的h值。h值与介质的电容率有关和介质的磁导率有关。在前面的文章，我
们猜测h值可能与电荷的电量有关【4】，所以h值与电容率，磁导率有关，可能与电子电量有关。
2012-12-14 15:31:33作者:吴兴广
参考文献：【1】《真空电容率》维基百科；【2】《电磁波》百度百科；【3】《光子》百度百科【4】《量子论中h由来的理论阐述》本文作者【5】《真空电磁性质的改变》百度文库本文作者
无机材料的介电常数及磁导率的测定 一、实验目的 1. 掌握无机材料介电常数及磁导率的测试原理及测试方法。 2. 学会使用Agilent4991A 射频阻抗分析仪的各种功能及操作方法。 3. 分析影响介电常数和磁导率的的因素。 二、实验原理 1.介电性能 介电材料（又称电介质）是一类具有电极化能力的功能材料，它是以正负电荷重心不重合的电极化方式来传递和储存电的作用。极化指在外加电场作用下，构成电介质材料的内部微观粒子，如原子，离子和分子这些微观粒子的正负电荷中心发生分离，并沿着外部电场的方向在一定的范围内做短距离移动，从而形成偶极子的过程。极化现象和频率密切相关，在特定的的频率范围主要有四种极化机制：电子极化 (electronic polarization ，1015Hz)，离子极化 (ionic polarization ，1012～1013Hz)，转向极化 (orientation polarization ，1011～1012Hz)和空间电荷极化 (space charge polarization ，103Hz)。这些极化的基本形式又分为位移极化和松弛极化，位移极化是弹性的，不需要消耗时间，也无能量消耗，如电子位移极化和离子位移极化。而松弛极化与质点的热运动密切相关，极化的建立需要消耗一定的时间，也通常伴随有能量的消耗，如电子松弛极化和离子松弛极化。 相对介电常数（ε），简称为介电常数，是表征电介质材料介电性能的最重要的基本参数，它反映了电介质材料在电场作用下的极化程度。ε的数值等于以该材料为介质所作的电容器的电容量与以真空为介质所作的同样形状的电容器的电容量之比值。表达式如下： A Cd C C ?==001εε （1） 式中C 为含有电介质材料的电容器的电容量；C 0为相同情况下真空电容器的电容量；A 为电极极板面积；d 为电极间距离；ε0为真空介电常数，等于8.85×10-12 F/m 。 另外一个表征材料的介电性能的重要参数是介电损耗，一般用损耗角的正切（tanδ）表示。它是指材料在电场作用下，由于介质电导和介质极化的滞后效应
一、测量磁导率 一．实验目的：测量介质中的磁导率大小 二．实验器材：DH4512型霍尔效应实验仪和测试仪一套，线圈一副（N匝）万用表一个三．实验步骤 1. 测量并计算磁场强度H ○1测量线圈周长L。 ○2线圈通电，测的线圈中的电流为I0，则总的电流为I M=N ?I0 ○3由磁介质安培环路定理的积分形式可知：∮c H ?dl=I故H ?L= N ?I0，H=（N ?I0）/L. 2.测量并计算磁感应强度B——利用霍尔效应实验 ○1实验原理： 霍尔效应从本质上讲，是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力的作用而引起的偏转。当带电粒子（电子或空穴）被约束在固体材料中，这种偏转就导致在垂直电流和磁场的方向上产生正负电荷在不同侧的聚积，从而形成附加的横向电场。如下图1所示，磁场B位于Z的正向，与之垂直的半导体薄片上沿X 正向通以电流Is（称为工作电流），假设载流子为电子（N型半导体材料），它沿着与电流Is相反的X负向运动。由于洛仑兹力f L作用，电子即向图中虚线箭头所指的位于y轴负方向的B侧偏转，并使B侧形成电子积累，而相对的A侧形成正电荷积累。 与此同时运动的电子还受到由于两种积累的异种电荷形成的反向电场力f E的作用。随着电荷积累的增加，f E增大，当两力大小相等（方向相反）时，f L=－f E，则电子积累便达到动态平衡。这时在A、B两端面之间建立的电场称为霍尔电场E H，相应的电势差称为霍尔电势V H。 设电子按平均速度，向图示的X负方向运动，在磁场B作用下，所受洛仑兹力为： f L=－e B 式中：e 为电子电量，为电子漂移平均速度，B为磁感应强度。 同时，电场作用于电子的力为：f l E
电容器工作原理这得从电容器的结构上说起。最简单的电容器是由两端的极板和中间的绝缘电介质（包括空气）构成的。通电后，极板带电，形成电压（电势差），但是由于中间的绝缘物质，所以整个电容器是不导电的。不过，这样的情况是在没有超过电容器的临界电压（击穿电压）的前提条件下的。我们知道，任何物质都是相对绝缘的，当物质两端的电压加大到一定程度后，物质是都可以导电的，我们称这个电压叫击穿电压。电容也不例外，电容被击穿后，就不是绝缘体了。不过在中学阶段，这样的电压在电路中是见不到的，所以都是在击穿电压以下工作的，可以被当做绝缘体看。但是，在交流电路中，因为电流的方向是随时间成一定的函数关系变化的。而电容器充放电的过程是有时间的，这个时候，在极板间形成变化的电场，而这个电场也是随时间变化的函数。实际上，电流是通过场的形式在电容器间通过的。 电容 diànróng 1. [capacitance；electric capacity]：电容是表征电容器容纳电荷的本领的物理量，非导电体的下述性质:当非导电体的两个相对表面保持某一电位差时（如在电容器中），由于电荷移动的结果，能量便贮存在该非导电体之中 2. [capacitor；condenser]：电容器的俗称 [编辑本段]概述 定义： 电容（或称电容量[4]）是表征电容器容纳电荷的本领的物理量。我们把电容器的两极板间的电势差增加1伏所需的电量，叫做电容器的电容。电容从物理学上讲，它是一种静态电荷存储介质（就像一只水桶一样，你可以把电荷充存进去，在没有放电回路的情况下，刨除介质漏电自放电效应/电解电容比较明显，可能电荷会永久存在，这是它的特征），它的用途较广，它是电子、电力领域中不可缺少的电子元件。主要用于电源滤波、信号滤波、信号耦合、谐振、隔直流等电路中。 电容的符号是C。 在国际单位制里，电容的单位是法拉，简称法，符号是F,常用的电容单位有毫法(mF)、微法(μF)、纳法(nF)和皮法(pF)(皮法又称微微法)等，换算关系是： 1法拉(F)= 1000毫法(mF)＝1000000微法(μF) 1微法(μF)= 1000纳法(nF)= 1000000皮法(pF)。 相关公式： 一个电容器，如果带1库的电量时两级间的电势差是1伏，这个电容器的电容就是1法，即：C=Q/U 但电容的大小不是由Q或U决定的，即：C=εS/4πkd 。其中，ε是一个常数，S为电容极板的正对面积，d为电容极板的距离，k则是静电力常量。常见的平行板电容器,电容为C=εS/d.（ε为极板间介质
电容器组电抗率的选择 机械工业第四设计研究院陈才俊 摘要: 文章阐述如何根据背景谐波选择电容器组的电抗率 关键词: 谐波电抗率串联谐波并联谐波 一、什么叫电抗率 非线性元件是产生谐波的根源，非正弦波的周期可利用傅里叶级数予以展开，谐波的危害人人皆知，这些就不在这里叙述。 治理谐波的方法是采用滤波器，滤波器大量吸收系统里由谐波源发生的谐波，抑制了谐波对系统的骚扰。 电容器是提高功率因数的，带电抗器的电容器组在汽车厂广泛应用，所以要串联电抗器，其目的之一是减少电容器组的合闸涌流，另一个目的是将电容器组作为滤波器来治理谐波。 目的不同，所串联电抗器的电抗率（又称相对电抗率），也是不同的。前者电抗率一般为0.1%～1%，由制造厂选配，后者电抗率应由用户根据背景谐波的不同，从制造厂产品样本所示的标准规格选择。
所谓电抗率K ，就是所串联电抗器的感抗（ωL ）和电容器容抗（ C ω1）的百分比，即K=ω2LC 。此处ω=2πf=314，f 即基波频率50Hz 。 对某次谐波，如n 次，感抗是n ωL ，或称nX L ，容抗是 c n ω1或称 n X c 。 二、利用串联谐振激活谐波 如果略去很多分支回路，某次谐波从谐波源出发，面临2个并联回路，其中一个回路是电网系统，另一个回路是串联电抗器的电容器组。假设系统基波电抗是Xs ，串联电抗器的电容器组的基波电抗是X L —X c 。 既然C L X X K =，那么X L —X C =KX C —X C =X C (K —1)。 系统谐波电抗是nX S ，串联组谐波电抗是nX L — n X c =nKX c - n nK X n X c c 1(- =)。 设谐波源流出的n 次谐波电流为I n ，I n =I ns +I nc ,I ns 为流入系统的n 次谐波电流，I nc 为流入电容器组的n 次谐波电流。 根据定压原理和分流原理可分别得出：
液体与固体介电常数的测量 实验目的: 运用比较法粗测固体电介质的介电常数，谐振法测量固体与液体的介电常数(以及液体的磁导率)，学习其测量方法及其物理意义，练习示波器的使用。 实验原理： 介质材料的介电常数一般采用相对介电常数εr 来表示，通常采用测量样品的电容量，经过计算求出εr ，它们满足如下关系： S Cd r 00εεεε== 式中ε为绝对介电常数，ε0为真空介电常数，m F /10 85.812 0-?=ε，S 为样品的有效面积，d 为样品的厚度，C 为被测样品的电容量，通常取频率为1 kHz 时的电容量C 。 比较法： 比较法的电路图如下图所示。此时电路测量精度与标准电容箱的精度密切相关。实际测量时，取R=1000欧姆,我们用双踪示波器观察,调节电容箱和电阻箱的值,使两个信号相位相同, 电压相同，此时标准电容箱的容值即为待测电容的容值。 图一：比较法电路图
谐振法： 1、交流谐振电路： 在由电容和电感组成的LC 电路中，若给电容器充电，就可在电路中产生简谐形式的自由振荡。若电路中存在交变信号源，不断地给电路补充能量，使振荡得以持续进行，形成受迫振动，则回路中将出现一种新的现象——交流谐振现象。RLC 串联谐振电路如下图所示 : 图二：RLC 串联谐振电路 其中电源和电阻两端接双踪示波器。 RLC 串联电路中电压矢量如图三所示。 图三：电阻R 、电容C 和电感L 的电压矢量图 电路总阻抗：Z == L V →-R V →
回路电流：V I Z == 电流与信号源电压之间的位相差：1arctan i L C R ωω???- ?=- ? ??? 在以上三个式子中，信号源角频率 2f ωπ=，容抗1 C Z C ω= ，感抗L Z L ω=。?i ＜0，表示电流位相落后于信号源电压位相；?i ＞0，则表示电流位相超前。各参数随ω变化的趋势如右图所示。 ω很小时，电路总阻抗Z → ?i →π/2，电流的位相超前于信号源电压位相，整个电路呈容性。ω很大时，电路总阻抗Z →, ?i →- π/2 ，电流位相滞后于信号源电压位相，整个电路呈感性。当容抗等于感抗时，容抗感抗互相抵消，电路总阻抗Z=R,为最小值，而此时回路电流则成为最大值I max = V i /R ，位相差?i =0，整个电路呈阻性，这个现象即为谐振现象。发生谐振时的频率f 0称为谐振频率，此时的角频率ω0即为谐振角频率，它们之间的关系为： 0002f ωωωπ== == 找到RLC 串联电路的谐振频率，如果已知L 的值， 就可以得出C 的大小。
中文名称：磁导率 英文名称：magnetic permeability 定义：磁介质中磁感应强度与磁场强度之比。分为绝对磁导率和相对 磁导率，是表征磁介质导磁性能的物理量。 磁导率μ等于中B与磁场强度H之比，即μ=B/H 通常使用的是磁介质的相对磁导率μr，其定义为磁导率μ与μ0之比，即μr=μ/μ0 相对磁导率μr与χ的关系是：μr=1+χ 磁导率μ，相对磁导率μr和磁化率xm都是描述磁介质磁性的物理量。 对于μr>1；对于μr<1，但两者的μr都与1相差无几。在大多数情况下,导体的相对磁导率等于1.在中，B与 H 的关系是非线性的磁滞回线，μr不是常量，与H有关，其数值远大于1。 例如，如果空气(非)的磁导率是1，则的磁导率为10，000，即当比较时，以通过磁性材料的是10,000倍。 涉及磁导率的公式：
磁场的能量密度=B^2/2μ 在（SI）中，相对磁导率μr是无量纲的，磁导率μ的单位是/米（H/m）。 常用的真空磁导率 常用参数 (1)初始磁导率μi：是指基本磁化曲线当H→0时的磁导率 (2)最大磁导率μm：在初始段以后，随着H的增大，斜率μ=B/H逐渐增大，到某一强度下(Hm)，磁密度达到最大值（Bm），即 （3）饱和磁导率μS：基本磁化曲线饱和段的磁导率，μs值一般很小，深度饱和时，μs=μo。
（4）（）磁导率μΔ∶μΔ=△B/△H。ΔB及△H是在（B1，H1）点所取的增量如图1和图2所示。 （5）微分磁导率，μd∶μd=dB /dH，在（B1，H1）点取微分，可得μd。 可知：μ1=B1/H1，μ△=△B /△H，μd=dB1/dH1，三者虽是在同一点上的磁导率，但在数值上是不相等的。 非磁性材料（如铝、木材、玻璃、自由空间）B与H之比为一个常数，用μ。来表示非磁性材料的的磁导率，即μ。=1（在CGS单位制中）或μ。=4πX10o－7（在RMKS中）。 在众多的材料中，如果自由空间（真空）的μo=1，那△么比1略大的材料称为顺磁性材料（如白金、空气等）；比1略小的材料，称为反磁性材料（如银、铜、水等）。本章介绍的磁性元件μ1是大有用处的。只有在需要时，才会用铜等反磁性材料做成使磁元件的磁不会辐射到空间中去。 下面给出几个常用的参数式： （1）有效磁导率μro。在用L形成闭合中（漏磁可以忽略），的有效磁导率为：
无机材料的介电常数及磁导率的测定 一、实验目的 1. 掌握无机材料介电常数及磁导率的测试原理及测试方法。 2. 学会使用 Agilent4991A 射频阻抗分析仪的各种功能及操作方法。 3. 分析影响介电常数和磁导率的的因素。 二、实验原理 1. 介电性能 介电材料(又称电介质)是一类具有电极化能力的功能材料，它是以正负 电荷重心不重合的电极化方式来传递和储存电的作用。极化指在外加电场作用 下，构成电介质材料的内部微观粒子， 如原子， 离子和分子这些微观粒子的正负 电荷中心发生分离， 并沿着外部电场的方向在一定的范围内做短距离移动， 从而 形成偶极子的过程。 极化现象和频率密切相关， 在特定的的频率范围主要有四种 15 极化机制：电子极化 (electronic polarization ，1015Hz)，离子极化 (ionic polarization ，1012～1013Hz)，转向极化 (orientation polarization ， 1011～1012Hz)和 空间电荷极化 (space charge polarization ，103Hz)。这些极化的基本形式又分为位 移极化和松弛极化，位移极化是弹性的，不需要消耗时间，也无能量消耗，如电 子位移极化和离子位移极化。 而松弛极化与质点的热运动密切相关， 极化的建立 需要消耗一定的时间， 也通常伴随有能量的消耗， 如电子松弛极化和离子松弛极 化。 相对介电常数( ε)，简称为介电常数，是表征电介质材料介电性能的最重 要的基本参数，它反映了电介质材料在电场作用下的极化程度。 ε的数值等于以 该材料为介质所作的电容器的电容量与以真空为介质所作的同样形状的电容器 的电容量之比值。表达式如下： 式中 C 为含有电介质材料的电容器的电容量； C 0 为相同情况下真空电容器的电 容量；A 为电极极板面积； d 为电极间距离； ε0 为真空介电常数， 等于 8.85 ×10-12 F/m 。 另外一个表征材料的介电性能的重要参数是介电损耗， 一般用损耗角的正切 tan δ)表示。它是指材料在电场作用下，由于介质电导和介质极化的滞后效应 而引起的能量损耗。 材料的介电常数和介电损耗取决于材料结构和极化机理。 除 此之外，还与工作频率、环境温度、湿度有关。 在交变电场作用下，材料的介电常数常用复介电常数表达： C C 0 1 Cd 0A 1)
非铁磁性物质的μ近似等于μ0。而铁磁性物质的磁导率很高，μ>>μ0。铁磁性材料的相对磁导率μr=μ/μ0如铸铁为200～400；硅钢片为7000～10000；镍锌铁氧体为10～1000；镍铁合金为2000；锰锌铁氧体为300～5000；坡莫合金为20000～200000。空气的相对磁导率为1.00000004；铂为1.00026；汞、银、铜、碳(金刚石)、铅等均为抗磁性物质，其相对磁导率都小于1，分别为0.999971、0.999974、0.99990、0.999979、0.999982。 铁粉心 磁导率10左右材料以优良的频率特性和阻抗特性良好的温度特性是雷 达和发射机滤波用电感器最佳材料； 磁导率33材料最适合在几十A到上百A的大电流逆变电感器，如果对体积和温升要求不高，可以使用其做频率底于 50KHz的开关电源输出电感器，APFC电感器； 磁导率75材料是做差模电感器和频率在20K左右的滤波电感器储能电感器的高性价比材料。 铁镍50 该材料最适合用做差模电感器但是价格很高，由于原来国内能做铁镍钼 的厂家做的铁镍钼性能很差，所以一些开关电源厂家和军工客户都使用 铁镍50材料做储能电感器，其实这是错误的选择，因为这种材料的损 耗仅好于铁粉心，是铁硅铝的2倍左右，是铁镍钼的三倍左右，但是该 材料同样磁导率下，直流叠加特性好于铁硅铝材料， 虽然它的Bs值达14000Gs，但是由于磁滞回线的形状不一样，所以它的 直流叠加特性并不好于铁镍钼材料（只是原来国内能做的厂家做的性能 较差）。 铁硅铝 高性价比材料，是铁粉心的替代品（不包括低磁导率铁粉心）。 铁镍钼
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Vacuum Capacitors Introduction 1. Preamble Our company has a 30 years experience in manufacturing vacuum capacitors since the former company began in 1970s. We are making about 70 models vacuum capacitors. We have the ability for developing, trial manufacturing and mass- producing. 2. How to identify the Vacuum Capacitors 2.1 What is vacuum capacitor Just as its name implies, vacuum capacitor is a capacitor with vacuum medium. The plates of the capacitor,which is sealed in a high vacuum container, are series concentric cylinders made by High conductive oxygen free copper. As the cylinders are shaped by series precise mold, vacuum capacitors have reliable performance and hardly bring out arc and electric corona. 2.2. Classification of Vacuum capacitors 2.3 How to show the capacitor model According to Chinese standard, the type of vacuum capacitor should be named after the first letter (capital) of the Chinese pronunciation except capacitor, which is denoted by "C". such as vacuum ceramic capacitor: Vacuum ceramic capacitors Fixed vacuum ceramic capacitors General fixed vacuum ceramic capacitors Adjustable fixed vacuum ceramic capacitors Variable vacuum ceramic capacitors Convection cooling variable vacuum ceramic capacitors Air cooling variable vacuum ceramic capacitors Water cooling variable vacuum ceramic capacitors
抑制谐波串联电抗器的选用 天津市同德兴电气技术有限公司黄缉熙 补偿用并联电容器对谐波电压最为敏感，谐波电压加速电容器老化，缩短使用寿命。谐波电流将使电容器过负荷、出现不允许的温升，特别严重的是当电容器组与系统产生并联谐振时电流急速增加，开关跳闸、熔断器熔断、电容器无法运行。为避免并联谐振的发生，电容器串联电抗器。它的电抗率按背景谐波次数选取。电网的背景谐波为5次及以上时，宜选取4.5% ~ 6%；电网的背景谐波为3次及以上时，宜选取12% 一、电抗率K值的确定 1. 系统中谐波很少，只是限制合闸涌流时则选K=0.5~1%即可满足要求。它对5次谐波电流放大严重，对3次谐波放大轻微。 2. 系统中谐波不可忽视时，应查明供电系统的背景谐波含量，在合理确定K值。电抗率的配置应使电容器接入处谐波阻抗呈感性。电网背景谐波为5次及以上时，应配置K=4.5~6%。通常5次谐波最大，7次谐波次之，3次较小。国内外通常采用K=4.5~6%。配置K=6%的电抗器抑制5次谐波效果好，但明显的放大3次谐波及谐振点为204Hz，与5次谐波的频率250Hz，裕量大。配置4.5%的电抗器对3次谐波轻微放大，因此在抑制5次及以上谐波，同时又要兼顾减小对3次谐波的放大是适宜的。它的谐振点235Hz与5次谐波间距较小。电网背景谐波为3次及以上时应串联K=12%的电抗器。在电抗器电容器串联回路中,电抗器的感抗X LN与谐波次数虚正比；电容器容抗X CN与谐波次数成反比。为了抑制5次及以上谐波。则要使5次及以上谐波器串联回路的谐振次数小于5次。这样，对于5次及以上谐波，电杭器电容器串联回路呈感性，消除了并联谐振的产生条件；对于基波，电抗器电容器串联回路呈容性，保持无功补偿作用。如电抗器电容器串联回路在n次谐波下谐振，则: 式中X CN/X LN为电抗率的倒数，不同的电抗率对应不同的谐振次数或不同的谐振频率，如表1所示。电抗器的电抗率以取6%为宜，可避免因电抗器、电容器的制造误差或运行中参数变化而造成对5次谐波的谐振。若电容器接入处，电网被污染严重，电抗率要另行计算。 表1 电抗率对应的谐振次数或谐波频率
真空电容率与磁导率的改变 从麦克斯韦方程组，可以推论出光波是电磁波。根据麦克斯韦方程，我们推出 【1】。所以我们得出真空中光速不变的结论。后来我们把这个理解为光速绝对不变，即光速不变原理。磁导率与电容率一般是不变的，那么真空磁导率与电容率真的不变吗？【5】 一，电磁波的能量大小由坡印廷矢量决定，即S=E×H,其中s为坡印廷矢量，E为电场强度，H为磁场强度。E、H、S彼此垂直构成右手螺旋关系；即由S代表单位时间流过与之垂直的单位面积的电磁能，单位是W/m²。 【2】 二，1905年，年轻的爱因斯坦发展了普朗克的量子说。他认为，电磁辐射在本质上就是一份一份不连续的，无论是在原子发射和吸收它们的时候，还是在传播过程中都是这样。其能量为普朗克常量和电磁辐射频率的乘积，E=hv。【3】 一中S=E×H表示的是单位时间流过垂直面的单位面积的电磁能；二中E=hv表示的是一份电磁波的能量，或者说是一定时间的电磁波的总能量。那么二中E=hv与S=E×H有什么关系？如果S=E=hv,表示什么意思？其中E与H分别表示一段电磁波的平均电场强度与磁场强度。当S=E，得E×H= hv= 1/μE ?B。由此我们得出，如果电磁波的频率发生变化，那么电磁波的平均电场强度与平均磁感应强度发生变化。电磁波频率变大，那么电磁波的平均电场强度与平均磁感应强度变大；反之，电磁波频率变小，那么电磁波的平均电场强度与平均磁感应强度变小。 如果光源运动或观察者运动，那么对光有什么影响？运动可以使观察者的接受频率发生变化。根据上得，光源或观察者的运动可以使电磁波的平均电场强度与平均磁感应强度发生变化。即，使光的电场强度发生变化，使光的磁感应强度发生变化。 那么光源或观察者的运动使光的电场强度发生变化，根据D=εE，得出E =D/ε.光源不变，可认为D不变，所以得出这样的结论：电场强度发生变化是因为电容率发生变化。 而电容率一般是不变的，所以光源或观察者的运动相当于使介质或真空的电容率发生变化。同理，光源或观察者的运动使光的磁感应强度发生变化，根据B=μH，光源不变，可认为H不变，所以得出这样的结论：磁感应强度发生变化是因为磁导率发生变化。而磁导率一般是不变的，所以光源或观察者的运动相当于使介质或真空的磁导率发生变化。 所以得出结论，光源或观察者的运动，相当于使介质或真空的磁导率与电容率发生变化。就是说如果根据光源或观察者的运动，那么对于观察者来说，根据，得出光 速发生变化。在真空中，如果观察者与光源发生相对运动，光速就会发生变化。 通常我们得出的真空中光速不变的结论，指的是光源与观察者相静止的情况。 另，在不同的介质中光速可能不同，根据公式E=hv得，光的能量不发生变化；根据B=μ H，D=εE得，E与B发生变化，根据S=1/μ E ?B，得出能量发生变化。所以不同的介质对应不同的h值。h值与介质的电容率有关和介质的磁导率有关。在前面的文章，我
串联电抗器抑制谐波的作用及电抗率的选择 摘要：串联电抗器是高压并联电容器装置的重要组成部分，其主要作用是抑制谐波和限制涌流，因此，在并联电容器的回路中串联电抗器是非常必要的。电抗率是串联电抗器的重要参数，电抗率的大小直接影响着它的作用。文章着重就串联电抗器抑制谐波的作用展开分析，并提出电抗率的选择方法。 关键词：串联电抗器谐波抑制电抗率选择 1 前言 随着电力电子技术的广泛应用与发展，供电系统中增加了大量的非线性负载，如低压小容量家用电器和高压大容量的工业用交、直流变换装置，特别是静止变流器的采用，由于它是以开关方式工作的，会引起电网电流、电压波形发生畸变，从而引起电网的谐波“污染”。产生电网谐波“污染”的另一个重要原因是电网接有冲击性、波动性负荷，如电弧炉、大型轧钢机、电力机车等，它们在运行中不仅会产生大量的高次谐波，而且会使电压波动、闪变、三相不平衡日趋严重。这不仅会导致供用电设备本身的安全性降低，而且会严重削弱和干扰电网的经济运行，形成了对电网的“公害”。 电能质量的综合治理应遵循谁污染谁治理，多层治理、分级协调的原则。在地区的配电和变电系统中，选择主要电能质量污染源和对电能质量敏感的负荷中心设立电能质量控制枢纽点，在这些点进行在线电能质量监测、采取相应的电能质量改善措施显得格外重要。 在并联电容器装置接入母线处的谐波“污染”暂未得到根本整治之前，如果不采取必要的措施，将会产生一定的谐波放大。在并联电容器的回路中串联电抗器是非常有效和可行的方法。串联电抗器的主要作用是抑制高次谐波和限制合闸涌流[1]，防止谐波对电容器造成危害，避免电容器装置的接入对电网谐波的过度放大和谐振发生。但是串联电抗器绝不能与电容器组任意组合，更不能不考虑电容器组接入母线处的谐波背景。文章着重就串联电抗器抑制谐波的作用展开分析，并提出电抗率的选择方法。 2 电抗器选择不当的后果 2.1 基本情况介绍 某110kV变电所新装两组容量2400kvar的电容器组，由生产厂家提供成套无功补偿装置，其中配置了电抗率为6%的串联电抗器，容量为144kvar。电容器组投入运行之后，经过实测发现，该110kV变电所的10kV母线的电压总畸变率达到4.33%，超过公用电网谐波电压（相电压）4%的限值[2]，其中3次谐波的畸变率达到3.77%，超过公用电网谐波电压（相电压）3.2%的限值[2]。 经过仔细了解和分析，发现该110kV变电所的10kV系统存在大量的非线性负载。即使在电容器组不投入运行的情况下，10kV母线的电压总畸变率也高达4.01%，其中3次谐波的畸变率高达3.48%。在如此谐波背景下，2400kvar电容器组配置电抗率为6%的串联电抗器是否适合？现计算分析如下。 2.2 电抗率的选择分析
不锈钢能被磁铁吸引吗 日常生活中我们接触较多的奥氏体型不锈钢（有人称之为镍不锈）和马氏型不锈钢（有人称之为不锈铁，但不科学，易误解，应回避）两大类。奥氏体型不锈钢由于在钢中加入较高的 铬和镍（含铬在18%左右，Ni在4%以上），钢的内部组织呈现一种叫奥氏体的组织状态，这种组织是没有导磁性的，不能被磁铁所吸引。 钢铁的奥氏体组织在770摄氏度以上失去铁磁性。不锈钢中加入大量的合金，使部分不锈 钢的奥氏体相区扩大到室温。这种奥氏体不锈钢不具有铁磁性。除此之外的其它的铁素体不 锈钢、马氏体不锈钢等等，都具有铁磁性。 能被吸起的是不锈铁一般称作Cr13,不锈钢有1Cr18Ni9Ti和0Cr18Ni9Ti等。 人们常以磁铁吸附不锈钢材，验证其优劣真假。不吸无磁，认为是好的，反之，则认为是冒 牌假货。其实，这是一种不切实际的辨别方法。一般，经营不锈钢材料已有十余年的人都知 道，依靠传统的是否有磁性来判别不锈钢的方法，很有可能吃亏。 据他们介绍，不锈钢种类繁多，常温下按组织结构可分为奥氏体型和马氏体或铁素体型。奥氏体型是无磁或弱磁性，马氏体或铁素体型是有磁性。然而，也并不一定如此。如通常用作 装修管板的奥氏体型的304材质，一般来讲是无磁性的，但因冶炼造成化学成分波动或加工状态不同也可能出现磁性，这不能认为是冒牌或不合格。另外304不锈钢经过冷加工， 组织结构也会向马氏转化，冷加工变形度越大，马氏体转化越多，钢的磁性就越大。相反，质量次一点的200系列不锈钢，很有可能不带磁性，由此判定它是货真价实的不锈钢，就大错特错了。 由磁铁的特性决定的如果按原子电流解释就是电流产生的磁场磁化别的物体磁化物体产生电场电场互相作用产生力的作用
电抗率选择的一般原则 一、电容器装置接入处的背景谐波为3次(当接入电网处的背景谐波为3次及以上时，一般为12%；也可采用4.5%～6%与12%两种电抗率。) (1) 3次谐波含量较小，可选择0.1%～1%的串联电抗器，但应验算电容器装置投入后3次谐波放大是否超过或接近国标限值，并且有一定的裕度。 （2） 3次谐波含量较大，已经超过或接近国标限值，选择12%或12%与4.5%～6%的串联电抗器混合装设。 二、电容器装置接入处的背景谐波为3次、5次 （1） 3次谐波含量很小， 5次谐波含量较大（包括已经超过或接近国标限值），选择4.5%～6%的串联电抗器，忌用0.1%～1%的串联电抗器。 （2） 3次谐波含量略大， 5次谐波含量较小，选择0.1%～1%的串联电抗器，但应验算电容器装置投入后3次谐波放大是否超过或接近国标限值，并且有一定的裕度。 （3） 3次谐波含量较大，已经超过或接近国标限值，选择12%或12%与4.5%～6%的串联电抗器混合装设。 三、电容器装置接入处的背景谐波为5次及以上 （1）5次谐波含量较小，应选择4.5%～6%的串联电抗器。 （2）5次谐波含量较大，应选择4.5%的串联电抗器。 （3）对于采用0.1%～1%的串联电抗器，要防止对5次、7次谐波的严重放大或谐振；对于采用4.5%～6%的串联电抗器，要防止对3次谐波的严重放大或谐振。 电容器回路的谐波阻抗特征：＝X*（nk-1/n） n=谐波次数 k=电抗率 （nk-1/n）>0时，即k>1/n2 电容器流入谐波小 （nk-1/n）＝0时，即k＝1/n2 电容器滤波串联谐振 k=1/n2-Xs1/Xc1时，电路发生并联谐振应避免 Xs1=电源系统基波电流 3次谐波时 11%时，串联谐振，起滤波作用 10.5%时，并联谐振，应避免 5次谐波时 4%时，串联谐振 3.5%时，并联谐振 7次谐波时 2%时，串联谐振 1.5时，并联谐振 含有谐波源和电力电容器的回路的电力系统，发生n次谐波串联谐振条个k=1/n2 不发生n次谐波放大的条件是k>1/n2 发生n次谐波并联谐振条件k=1/n2-Xs1/Xc1 5次中心点5.67% 3次中心点12.78% 因实际运行中会出现K值逐步下降，为避免K值减小而进入谐波放大区，甚至导致并联谐振，实际K＝1/n2+0.02 或K=1/n2+0.01 为好
实验11.3 材料微波介电常数和磁导率测量 一、引言 隐身技术是通过控制、降低目标的可探测信号特征，使其不易被微波、红外、可见光、声波等各种探测设备发现、跟踪、定位的综合技术。其中，微波隐身（或称雷达波隐身）的研究早在20世纪30年代就开始了。现在已发展成集形状隐身、材料隐身等一体的高度复杂的技术，并已应用到导弹、飞机、舰船、装甲车辆、重要军事设施等许多武器装备上。 雷达隐身技术中，最简单的一种是涂覆型隐身技术。它是将吸波材料直接以一定的厚度涂覆在外壳以降低对微波的反射，减小雷达探测截面，提高隐身能力。而材料的微波介电常数和导弹磁率与吸波性能有关，本实验用开关短路法对其进行测量。 二、实验目的 1. 了解和掌握微波开路和短路的含意和实现方法。 2. 掌握材料微波介电常数和磁导率的原理和方法。 3. 了解微波测试系统元部件的作用。 三、实验原理 对于涂覆在金属平板（假定其为理想导体，下同）表面的单层吸波材料，空气与涂层界面处的输入阻抗为 ()d Z Z γεμγ γ th 0 = 其中Ω== 3770 0εμZ 是自由空间波阻抗，γ是电磁波在涂层中的传播常数，d 是吸收波涂层厚度，μγ，εγ分别为涂层的相对磁导率和相对介电常数。 当电磁波由空气向涂层垂直入射时，在界面上的反射系数为： Z Z Z Z Γ+-= 以分贝（dB ）表示的功率反射率为： R =20lg|Γ|
对多层涂覆，电磁波垂直入射到第n 层时，其输入阻抗为： ()() n n n n n n n n n n d Z d Z Z γηγηηth th 11--++= 其中，()()n n n n n εεμμη''-'''-'= j j 是第n 层的特征阻抗， ()()n n n n n c εεμμω γ''-'''-'=j j j 是第n 层的传播常数，d n 为第n 层的厚度，Z n -1为第n -1层入射面的输入阻抗。 理想导体平面的输入阻抗为0，最外层的输入阻抗可以通过迭代法得出，从而由前述公式得到反射率。 图1 一种基于测量线的波导测量装置 图2 传输线模型 由此可见，无论是单层涂覆还是多层涂覆，测出各层材料的复介电常数εr 和复磁导率μr ，及其余频率的关系是设计隐身涂层的关键。
电抗器电抗率的选择 关键词：电抗器电抗率电容器谐波涌流无功补偿 1.前言 电力电容器和与之配套的串联电抗器在电力系统中的无功补偿、降低线损以及限制合闸涌流与高次谐波方面的作用已被国内外运行实践所证实。由于电抗器高次谐波电流含量与电网谐波源状况、阻抗参数和电容器装置回路阻抗参数有关，因此在实际应用中电抗率的取值是不同的。这就要求我们在设计中要有针对性。以免出现不必要的问题。 2.合闸涌流 合闸涌流问题之所以引人注意，是因为它对电力系统和用户产生多方面的不利影响。有时会造成设备损坏和系统事故。 电容器投运合闸时产生的合闸涌流一般分两种情况：第一种是单组电容器的合闸涌流，此种合闸涌流一般都小于开关设备允许的最大合闸涌流，故一般不采取限制涌流措施;第二种是已有一组或多组电容器在运行，再投入另一组时的合闸涌流。实践证明，此合闸涌流可以达到电容器组的额定电流的20～250倍。其放电电流值为： I=√U/XLXC=√QC/XL(1) 式中:XC-电容器的容抗; XL-电路的感抗; QC-电容器的无功功率; 由式(1)可知，在电容器回路中装设串联电抗器，增大电路的感抗，I将减小。如串联电抗器选择恰当，便可将涌流限制在允许的范围之内。 3.高次谐波及电抗率的选择 在电力系统中，电气设备所产生的高次谐波电流将引起系统中电压波形的畸变，是对电网的一大公害，它将严重影响电容器组的正常运行。由此也必须采取加装串联电抗器的办法对高次谐波加以抑制。众所周之，传入电抗器后，对基波来讲不会有大的影响，但对谐波来说却有较大的影响。这些非正弦波形可以用数学分析的方法分解成工频的基波和各种倍数频率的谐波。但对电容器来讲，一般不存在偶次倍数的谐波。因此主要考虑3、5、7、9、11、13等次谐波的影响。在这些高谐波中以5次谐波最显著。如某系统电压波形包括基波和5次谐波(其它高次谐波占的比例很小)。基波电压与额定电压相等，而5次谐波电压值为额定电压的26.45%.在这种情况下经过计算可得出电容器组3.4%，过电流65.6%，电容器的无功出力过负荷35%。 由上可知，高次谐波严重影响电容器组的正常运行，因此必须采取相应的措施以降低谐波分量，抑制母线电压的畸变，减小谐波过电流。
电容容量及电抗率选取 总结 公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]
电容分组方式及电容容量计算 一、 电容分组方式及投切模式 补偿电容器多采用电力电容器，运行中电容器的容性电流抵消系统中的感性电流，使传输元件，如变压器、线路中的无功功率相应减少，因而，不仅降低了由于无功的流动而引起的有功损耗，还减少了电压损耗，提高了功率因 数。补偿电容器是 TSC 系统的关键部件，通过投入或切除电容器的方法可动态平衡电感性负载与电容性负载，从而将功率因数维持在较高的理想水准。 1) 分组方式。在很多工业生产实践中，除了就地补偿的大电机外，大量分散的感性负载需要在低压配电室进行集中补偿，这时由于补偿容量是随时间变化的，为不出现过补偿或欠补偿，需要将电容器分成若干组，采用自动投切的方式。电容器分组的具体方法比较灵活，常见的有以下几种： ①等容量制，即把所需补偿的电容平均分为若干份；②1：2：4：8 制，即每单元电容器值按大小倍增式设置，这样可获得 15 级补偿值；③二进制，即采用 N —1 个电容值均为 C 的电容和一个电容值为 C/2 的电容，这样补偿量的调节就有 2N 级。对比上述方法可知，方法①的控制方式最简单，但相对较大的补偿级差限制了精度，而方法②与③虽采用多级差补偿的方法提高了效果，但均为繁琐，不便于自动化控制。相比之下，方法③不乏为一种有益的折中式方案。 2) 投切模式。由于动态无功补偿需要频繁投切电容器，因此为确保电容器的寿命和质量，需要考虑补偿电容的投切模式。常见有下列 2 种模式：①循环投切模式，即将各组电容器按组号排成一个环形列队，然后按序号依次投入电容。如需切除电容，则从已投入的电容队列的尾部切除。这样，随功率因数的变化，已投入的电容队列在环形队列中逆时针移动，各组电容的使用几率均匀，可有效减少电容组的故障率。通常这种方法用于等容量分组。②温度计式投切模式，即将各组电容器按组号排成一个直线队列，投入或切除电容器使已投入的电容队列在直线队列中升高或下降，类似于温度计水银柱的升降。这种方法常用于变容量分组。 3) 接线方式。Tsc 的主电路按照晶闸管和电容器的连接方式，大致可以分为4种类型:星形有中线、星形无中线;角外接法、角内接法。其中前两者统称为星形接法，具体见图。并联电容器与电力网的连接，其额定电压应与电网相符。在三相供电系统中，相电容器的额定电压与电网的电压相同时，在正常情况下，将其接成三角形，可以获得较大的补偿效果。这是因为:如果改用星形接 1倍，又因2 C U Q X ，所以其无功出将为三角形接法的13 倍。综合考虑成本因数，本项目使用三角形接法。按照晶闸管所处的位置，三角形接法又分为角外接法、角内接法。 ①角外接法 晶闸管处于电容器三角形的外部。按照电工理论中的“△一Y ”变换原 理，在电容器总容量相等的情况下，角外接法和星形无中线对外电路所表现的特性都是一样的。与角内接法相比，体积小，但不易控制，投切时暂态过程较长。适合于三相平衡负载。
一. 磁性材料的基本特性 1. 磁性材料的磁化曲线 磁性材料是由铁磁性物质或亚铁磁性物质组成的，在外加磁场H 作用下，必有相应的磁化强度M 或磁感应强度B，它们随磁场强度H 的变化曲线称为磁化曲线（M～H或B～H曲线）。磁化曲线一般来说是非线性的，具有2个特点：磁饱和现象及磁滞现象。即当磁场强度H足够大时，磁化强度M达到一个确定的饱和值Ms，继续增大H，Ms保持不变；以及当材料的M值达到饱和后，外磁场H降低为零时，M并不恢复为零，而是沿MsMr曲线变化。材料的工作状态相当于M～H曲线或B～H曲线上的某一点，该点常称为工作点。 2. 软磁材料的常用磁性能参数 饱和磁感应强度Bs：其大小取决于材料的成分，它所对应的物理状态是材料内部的磁化矢量整齐排列。 剩余磁感应强度Br：是磁滞回线上的特征参数，H回到0时的B值。 矩形比：Br∕Bs 矫顽力Hc：是表示材料磁化难易程度的量，取决于材料的成分及缺陷（杂质、应力等）。 磁导率μ：是磁滞回线上任何点所对应的B与H的比值，与器件工作状态密切相关。 初始磁导率μi、最大磁导率μm、微分磁导率μd、振幅磁导率μa、有效磁导率μe、脉冲磁导率μp。 居里温度Tc：铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降，达到某一温度时，自发磁化消失，转变为顺磁性，该临界温度为居里温度。它确定了磁性器件工作的上限温度。 损耗P：磁滞损耗Ph及涡流损耗Pe P = Ph + Pe = af + bf2+ c Pe ∝ f2 t2 / ，ρ降低，磁滞损耗Ph的方法是降低矫顽力Hc；降低涡流损耗Pe 的方法是减薄磁性材料的厚度t 及提高材料的电阻率ρ。在自由静止空气中磁芯的损耗与磁芯的温升关系为： 总功率耗散（mW）/表面积（cm2） 3. 软磁材料的磁性参数与器件的电气参数之间的转换 在设计软磁器件时，首先要根据电路的要求确定器件的电压～电流特性。器件的电压～电流特性与磁芯的几何形状及磁化状态密切相关。设计者必须熟悉材料的磁化过程并拿握材料的磁性参数与器件电气参数的转换关系。设计软磁器件通常包括三个步骤：正确选用磁性材料；合理确定磁芯的几何形状及尺寸；根据磁性参数要求，模拟磁芯的工作状态得到相应的电气参数。 二、软磁材料的发展及种类 1. 软磁材料的发展 软磁材料在工业中的应用始于19世纪末。随着电力工及电讯技术的兴起，开始使用低碳钢制造电机和变压器，在电话线路中的电感线圈的磁芯中使用了细小的铁粉、氧化铁、细铁丝等。到20世纪初，研制出了硅钢片代替低碳钢，提高了变压器的效率，降低了损耗。直至现在硅钢片在电力工业用软磁材料中仍居首位。到20年代，无线电技术的兴起，促进了高导磁材料的发展，出现了坡莫合金及坡莫合金磁粉芯等。从40年代到60年代，是科学技术飞速发展的时期，雷达、电视广播、集成电路的发明等，对软磁材料的要求也更高，生产出了软磁合金薄带及软磁铁氧体材料。进入70年代，随着电讯、自动控制、计算机等行业的发展，研制出了磁头用软磁合金，除了传统的晶态软磁合金外，又兴起了另一类材料—非晶态软磁合金。