电磁场与电磁波论文
院系：电子信息学院
班级：电气11003班
学号：201005792
序号：33
姓名：张友强
电磁场与电磁波的应用
摘要：
磁是人类生存的要素之一。地球本身就是一个磁场，由于地球自身运动导致的两极缩短、赤道拉长、冰川融化、海平面上升等原因，地球的磁场强度正逐渐衰减。外加高楼林立、高压电网增多，人为地对地球磁力线造成干扰和破坏。所以，现在地球的磁场强度只有500年前的50％了，许多人出现种种缺磁症状。科学家研究证实，远离地球的宇航员在太空中所患的“太空综合症’’就是因缺磁而造成的。由此可见磁对于生命的重要性。磁场疗法，又称“磁疗法”、“磁穴疗法”，是让磁场作用于人体一定部位或穴位，使磁力线透人人体组织深处，以治疗疾病的一种方法。磁疗的作用机制是加速细胞的复活更新，增强血细胞的生命力，净化血液，改善微循环，纠正内分泌的失调和紊乱，调节肌体生理功能的阴阳平衡。
关键词：磁疗 、电磁生物体 、生物磁场、磁疗保健
电磁场与电磁波简介：
电磁波是电磁场的一种运动形态。电与磁可说是一体两面，电流会产生磁场，变动的磁场则会产生电流。变化的电场和变化的磁场构成了一个不可分离的统一的场，这就是电磁场，而变化的电磁场在空间的传播形成了电磁波，电磁的变动就如同微风轻拂水面产生水波一般，因此被称为电磁波，也常称为电波。电磁场与电磁波在实际生产、生活、医学、军事等领域有着广泛的应用，具有不可替代的作用。如果没有发现电磁波，现在的社会生活将是无法想象的。生物电磁学是研究非电离辐射电磁波（场）与生物系统不同层次相互作用规律及其应用的边缘学科，主要涉及电磁场与微波技术和生物学。其意义在开发电磁能在医学、生物学方面的应用以及对电磁环境进行评价和防护。。生物电磁学与工程电磁场与微波技术的不同主要体现在：1、后者的作用对象是具有个体差异的生命物质；2、后者的作用对象是根据人为需要而选取并加工的电磁媒质或单元而前者的作用要让测量系统服从于作用对象。生物电磁学的研究内容主要设计五个方面：1、电磁场（波）的生物学效应，研究在电磁场（波）作用下生物系统产生了什么；2、生物学效应机理，研究在电磁场（波）作用下为什么会产生什么；3、生物电磁剂量学，研究在什么条件下会产生什么；4、生物组织的电磁特性，研究在电磁场（波）作用下产生什么的生物学本质；5、生物学效应的作用，研究产生的效应做什么和如何做。
一、填空题
▲1．矢量的通量物理含义是矢量穿过曲面的矢量线的总和；
散度的物理意义是矢量场中任意一点处通量对体积的变化率；
散度与通量的关系是散度一个单位体积内通过的通量。
2．散度在直角坐标系zAyAxAAdivZYX散度在圆柱坐标系zAArrrArAdivZr1)(1
▲3，矢量函数的环量定义 lldAC；旋度的定义MAXlSSldAArotlim0；
二者的关系 lSldASdA)(；旋度的物理意义：最大环量密度和最大环量密度方向。
4．旋度在直角坐标系下的表达式)()()(yAxAexAzAezAyAezyzzxyyZx
▲5．梯度的物理意义:函数最大变化率和最大变化率方向 ；
等值面、方向导数与梯度的关系是:方向导数是标量场中某一点沿某一方向等值面的变化率，梯度是方向导数的最大值。
6．用方向余弦cosα 、cosβ、cosγ写出直角坐标系中单位矢量le的表达式coscoscoszyxleeee
▲7．直角坐标系下方向导数lu的数学表达式 coscoscoszuyuxu；梯度coscoscoszyxeee
▲8．亥姆霍茨定理表述在有限区域的任一矢量场由它的散度，旋度以及边界条件唯一地确定；
说明的问题是要确定一个矢量或一个矢量描述的场，须同时确定其散度和旋度
▲9．麦克斯韦方程组的积分表达式分别为
1.SQSdD;2.SdtBldElS;3.0SSdB;4.SlSdtDJldH)(
其物理描述分别为1.电荷是产生电场的通量源 2.变换的磁场是产生电场的漩涡源
3.磁感应强度的散度为0，说明磁场不可能由通量源产生； 4.传导电流和位移电流产生磁场，他们是产生磁场的漩涡源。
▲10．麦克斯韦方程组的微分表达式分别为
电磁场与电磁波试题
一、填空：
1.对于某一标量u和某一矢量A：∇×(∇u)=0；∇•(∇×A)=0
2.对于某一标量 ψ，它的梯度用哈密顿算子表示为∇ψ，在直角坐标系下表示为xyzeeexyz
3.自由空间中静态电场的两个基本方程的积分形式为0lEdl（0sqEdS）和sDdSq.
4.静电场中的电位满足泊松方程，该方程表达式为2 ()（），如果求解空间没有电荷分布。则该方程变为2()0r，叫拉普拉斯方程。
5.分析静电矢量场时对于各向同性的线性介质，两个基本场变量之间的关系为DE。
6.真空中的静电场是有散场和无旋场，真空中的恒定磁场是无散场和有旋场。
7.传导中的电流密度JE位移电流密度dDJt电场能量密度212eWE磁场能量密度212nWH。
8.在理想介质中，沿z轴传播的均匀平面波的波阻抗uz想为常数kw.
二、判断
1.电磁场是电场和磁场形成的一个统一的整体，对于任何形式的电磁场问题。电场和磁场总是同时存在的。（√）
2.矢量场在闭合路径上的环流和在闭合面上的之间都是标量。（）
3.按统一规则绘制出的力线可以确定矢量场中各点矢量的方向，还可以根据力线的疏密判别出各处矢量的大小及变化趋势。（×）
4.从任意闭合面穿出的恒定电流为零。（×）
5.麦克斯韦方程有四个基本矢量场方程，它们并不独立，由两个旋度方程可导出两个相应的散度方程，因此（×）
6.位移电流是麦克斯韦假说所提出的电流，它是真实电流一样可以产生磁效应。（）
7.在均匀无耗各向同性媒质中，电磁波的波速（即想速）与波长均为常数，但在导电媒质中则不一样，其波速和波长不再是常数。（√）
8.均匀平面电磁波的极化是用电场强度矢量E的端点在空间描绘出的轨迹来表示，若该轨迹是圆侧称为圆极化波。（√）
9.介质极化后会同时产生极化体电荷和极化面电荷。（√）
电磁场与电磁波
—电能的无线传输
姓名：***
班级：电科1101班
学号：********
引言
电能的传输长期以来主要是由导线直接接触进行传输，随着用电设备对供电品质、可靠性、方便性等要求的不断提高，还有特殊场合、殊地理环境的供电，使得接触式电能传输方式，越来越不能满足实际需要；便携式电子设备和家电对快捷方便地获取电能的需求越来越强烈。因此，无线电能传输越来越受到人们的关注，并被美国《技术评论》杂志评选为未来十大科研方向之一。
无线电能传输技术最早由著名电气工程师（物理学家）尼古拉·特斯拉提出，就是借助于电磁场或电磁波进行能量传递的一种技术。按照电能传输原理的不同，无线电能传输分为：电磁感应式、电磁共振式和电磁辐射式。通过该项技术可以实现以探讨将远程无线功率传输系统做成电子式互感器，研究其在高压测量方面的应用，还可以探讨更远的距离使将来室内电器实现无线化，所有室内电器设备都装有无接触功率传输系统，电气设备通过无接触功率接收装置远距离高效率的接收电能工作，而电能发射装置是可以装在墙壁内或者地板下的，使电气设备摆脱电线插座的束缚。此外，无线输电技术在特殊的场合也具有广阔的应用前景。例如可以给一些难以架设线路或危险的地区供电；可以解决地面太阳能电站、风力电站、原子能电站的电能输送问题。深入了解其无线传输电能的意义和方向，具有十分积极的意义。
一、电能无线传输技术的简介
1.1电能无线传输的现状
1.1.1电能无线传输的研究现状
一、国外研究现状
国外对无线电能传输技术的研究较早，早在20 世纪70 年代中期就出现了无线电动牙刷，随后发布了几项有关这类设备的美国专利。20世纪90 年代初期，新西兰奥克兰大学对感应耦合功率传输技术（ICPT）进行研究，经过十多年的努力，该技术在理论和实践上已经获得重大突破。研究主要集中在给移动设备，特别是在恶劣环境下工作的设备的供电问题，如电动汽车、起重机、手提充电器、电梯、传送带、运货行车，以及水下、井下设备。其能量等级、距离、效率等指标都在不断提高，目前实用设备己达200kW、数千米的传输距离和85％的以上的传输效率。
