工程电磁场培训课件PPT(共 49张)

距离远等优点。
电磁场在医疗领域的应用
要点一
总结词
电磁场在医疗领域的应用包括核磁共振成像、微波治疗、 电磁波透视等，为疾病诊断和治疗提供了重要手段。
要点二
详细描述
核磁共振成像是一种无创的影像学检查方法，利用强磁场 和射频脉冲使人体组织中的氢原子发生共振，从而产生人 体结构的图像。微波治疗则利用特定频率的电磁波对病变 组织进行加热，达到治疗肿瘤、炎症等疾病的目的。电磁 波透视则用于观察人体内部器官的形态和功能。
时变电磁场
04
麦克斯韦方程组
麦克斯韦方程组是描述时变电磁场的理论基础， 包括描述电场和磁场变化的微分方程。
麦克斯韦方程组还包括安培环路定律、法拉第电 磁感应定律和洛伦兹力定律等基本物理规律。
这些方程组揭示了电磁场之间的相互依赖关系， 以及它们随时间变化的规律。
波动方程与电磁波速
01
时变电磁场中的波动方程描述了电场和磁场随时间和空间的变 化规律。
电场中的电位差与电动势
电位差
两点之间的电位之差，等于两点之间的电压。
电动势
电源内部非静电力克服静电力做功将其他形式的能转化为电能的本领，其方向由电源负极指向正极。
恒定磁场
03
磁感应强度与磁场强度
磁感应强度
描述磁场强弱和方向的物理量，用B 表示，单位是特斯拉（T）。
磁场强度
描述电流产生磁场能力的物理量，用 H表示，单位是安培/米（A/m）。
静电场
02
电场强度与电位
电场强度
描述电场力的矢量，其方向与电场中 某点的电场方向相同，大小等于单位 正电荷在该点所受的电场力。
电位
描述电场中某点的能量状态，其大小 与电场强度和位置有关，其定义式为 $V = int_{0}^{r}Edl$。

设回路电流i从零缓慢增长到终值I，回路磁通链随之由零值缓慢增长到终值，并在载流 回路产生感应电压u，在dt内电源作功为dW = uidt，且全部转换为磁场能量储存在磁场 中，即
dWm = dW = uidt = id = iLdi (u = d/dt)
在线性媒质中，单个载流回路的磁场能量为：
Wm dW m0IiLd2 1iL2I2 1ΨI
借助磁场能量来计算磁场力。 对于恒定磁场，能量平衡方程为
dW = dgWm+Fdg
式中，dW=∑Ikdk表示电源提供的能量，dgWm为广义坐标变化dg而引起的磁场能量增量， Fdg为在dg方向上，磁场力作的功。
13
常电流系统（恒流源）
dgW mIk常 量1 2kn 1Ikd
k
1dW 2
这表明电源提供的能量一半作为磁场能量的增量，另一半作为克服磁场力的作功， 即
FdgdgWmIk常量
FdgWm
Wm
dg Ik常量 g Ik常量
14
常磁链系统：设定载流回路的磁链保持不变，k =常量，dk=0，dW=∑Ikdk=0 （外电源 不提供能量）有
FdgdgWmk常量
磁场力作功所需能量取自于系统磁场能量的减少。得
FdgWm
Wm
dgk常量 g k常量
尽管上述计算方式不同，但其值相同，即
FWm
Wm
g k常量 g k常量
15
（例3-26）：求图示电磁铁对衔铁的吸力。设铁心截面积为S，空气隙长度为l，并忽略空 气隙处边缘效应，认为气隙中磁场均匀分布。
[解]：（常磁链系统）应用虚位移法。由于铁磁材 料的相对磁导率远大于气隙，故该电磁铁系统的 磁场能量可近似认为存储在两气隙内，

描述磁场变化引起的感应电动势和电流。
磁场的产生和性质
磁场由磁荷产生，并且受到电荷和电流的影响。 磁场具有磁场线和磁感应强度的概念，能够对物体施加磁力。
洛伦兹力和电动势的作用
洛伦兹力
描述电荷在磁场中受到的力，影响电流的流动和 物体的运动。
电动势
描述电场或磁场中的能量转化为电流的能力。
变电磁电荷是电磁场的源，电场是电荷产生的场，电位移描述电场中的能量传递。 电荷和电场之间遵循库仑定律，电场线表示电场的强度和方向。 电位移是电场中的一个重要概念，衡量电场中的能量传递。
安培环路定理和法拉第电磁感应定律
安培环路定理
描述电流环路中的磁场强度分布和变化。
法拉第电磁感应定律
电磁辐射和信号传输
电磁辐射
描述电磁场向周围空间传播的过程，包括可见光、无线电波等。
信号传输
利用电磁场进行信息和数据的传递，应用于通信和无线技术。
调制和解调
调制是在信号中嵌入信息，解调是从信号中提取信息。
工程电磁场原理教学课件 PPT
欢迎来到《工程电磁场原理教学课件PPT》！本课程将深入讲解电磁场的基 本概念和原理，探讨电磁场在工程应用中的重要作用。
电磁场的基本概念和原理
电磁场是一种在空间中存在的物理场，由电荷产生，分为静电场和静磁场。 静电场由静电荷引起，表现为电荷之间的相互作用。 静磁场由静磁荷引起，表现为物体受力方向的改变。
1
变电磁场
由电荷或电流的变化引起，包括电磁感应现象和电磁辐射。
2
电磁波
由振荡的电场和磁场组成，可以在空间中传播。
3
应用和影响
变电磁场和电磁波的产生对通信、能源传输和医学诊断等领域起着重要作用。
电磁场的能量和功率

[解]：设导线之间的距离DAC、DAD、DBC和DBD均远 大于导线半径。设在导线AB（回路1）通有电流I， 在导线CD（回路2）交链的互磁通穿过面积CD’和面 积C’D，即
M
DAD
B•dS
S
DAC
0Il
DBC'
d
2
DBD
0Ild 2
图 两对传输线间的互感 P162，图3-39
0Il(lnDAD lnDBC')0Il(lnDADlnDBC)
设回路电流i从零缓慢增长到终值I，回路磁通链随之由零值缓慢增长到终值，并在载流 回路产生感应电压u，在dt内电源作功为dW = uidt，且全部转换为磁场能量储存在磁场 中，即
dWm = dW = uidt = id = iLdi (u = d/dt)
在线性媒质中，单个载流回路的磁场能量为：
Wm dW m0IiLd2 1iL2I2 1ΨI
9
W mdm W kn 1IkΨk0 1md2 1 m kn 1IkΨk
2．磁场能量密度
设各载流回路均为单匝回路，且设载流回路为体电流分布，则元电流Ikdlk=JdV。注意到 求和式化为体积分，则有
1n
1
W m2k1IklkAk•dlk
A•JdV 2V
A不是一个物理量，而且可以继续化简。将 J=H 代入上式，并利用矢量恒等式• (HA) = A• (H) - H• (A)（附录二，式(6)）及散度定理，得
2 DAC
DBD 2 DAC
DBD
互感为
MM0llnDADDBC
I 2 DACDBD
2
3.电感计算的一般公式
电感
L
L L
i o
M
dl

寒假来临，不少的高中毕业生和大学 在校生 都选择 去打工 。准备 过一个 充实而 有意义 的寒假 。但是 ，目前 社会上 寒假招 工的陷 阱很多
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H = −∇ϕ m
ϕ m = ∫ H ⋅ dl
p
Q
ϕ m —磁位
A（安培）
2. 磁位 ϕm 的性质 磁位 ϕ m 仅适合于无电流区域; 磁位 ϕ m 没有物理意义 等磁位面（线)方程为ϕ m = 常数，等磁位面（线） 与磁场强度 H 线垂直; 上 页 下 页
第 二 章
恒定电场
ϕ m 是多值函数。
证明: 设 B 点为参考磁位， 则
μ0 I (b − x )2 + y 2 ln A= e 2 2 z 4π (b + x ) + y
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第 二 章
恒定电场
两线输电线的等A 线方程为偏心圆方程
y 2 + ( x + b) 2 y 2 + ( x − b) 2 = k2 ,
( x − h) 2 + y 2 = a 2
相似
等A 线 双线输电线的磁场
磁场中有不同磁介质时，要分区域建立方程。 分界面上的衔接条件 由
⎧ H1t = H 2t ⎨ ⎩ B1n = B2 n
⎧ϕm1 = ϕm 2 ⎪ ⎨ ∂ϕm1 ∂ϕm 2 μ1 = μ2 ⎪ ∂n ∂n ⎩
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第 二 章
恒定电场
例 解
求长直载流导线的磁位。 单根载流导线，取柱坐标
2 ϕm 1 ∂ 2 ∇ ϕm = 2 =0 2 ρ ∂φ
恒定磁场与恒定电流场的比拟
由于两种场均满足拉普拉斯方程，且边界条 件相同，所以可以磁电比拟。
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第 二 章
恒定电场
第 二 章
恒定电场
3.5磁矢位及其边值问题
Magnetic Vector Potential and Boundary Value Problem

45、法律的制定是为了保证每一个人 自由发 挥自己 的才能 ，而不 是为了 束缚他 的才能 。—— 罗伯斯 庇尔
谢谢！
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子
工程电磁场——恒定电场
41、实际上，我们想要的不是针对犯 罪的法 律，而 是针对 疯狂的 法律。 ——马 克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民，就 像影子 跟随着 身体一 样。— —贝卡 利亚 43、法律和制度必须跟上人类思想进 步。— —杰弗 逊 44、人类受制于法律，法律受制于情 理。— —托·富 勒