环保专业知识辅导之恒定磁场相关知识(3)

　　四、时变电磁场

　　场量随时间变化的电磁场称为时变电磁场。随时间变化的磁场会激励电场，即磁生电;随时间变化的电场又会激励磁场，即电生磁。两者相互影响，构成统一的电磁场。电磁感应定律描述了磁生电;不仅传导电流而且位移电流也表现出电生磁。

　　1、电磁感应

　　电磁感应现象：两个重要实验，变压器作用和动生感应作用。

　　电磁感应定律：导体线圈中产生的感应电动势其大小正比于线圈铰链的磁链的时间变化率。说明机械功可以经过电磁感应作用转变为电磁能。

　　电动势与磁通量的方向按照右螺旋规则标定。

　　意义：磁场的变化可以激发电场。感应电场，在闭合路径上的线积分可以不等于零，其线积分值为感应电动势。即使不存在导体，不出现电流，但感应电场仍然存在。

　　动生电动势： 电磁感应定律的微分形式(静止媒质)：

　　由 得

　　2、麦克斯韦方程组

　　它是描写电磁场分布变化规律的一组微分方程。

　　麦克斯韦方程组积分形式

　　麦克斯韦方程组微分形式

　　该方程组表示了安培环路定理、电磁感应定律、磁通连续性定理、高斯定理。同时隐含着电荷守恒定律。 ，场中任一处流出的电流必等于该处电荷的时间减少率。

　　电磁媒介质的成分方程(本构方程)：

　　3、广义波动方程

　　将麦克斯韦方程组中4各场量 、 、 、 只保留一个而消去其他。可以得到保留 的广义波动方程;保留 的齐次广义波动方程;进而可以得到扩散方程、拉普拉斯方程。

　　4、集肤效应

　　电磁场主要分布于表面层的现象，称为集肤效应。

　　5、地上架空工频交流长直导线的电磁场

　　利用镜像法，可以解出地中感应电流，它主要分布于集肤厚度内而宽度较窄的带状区域。

　　五、电磁辐射与射频电磁场

　　能量以电磁波的形式通过空间传播的现象称为电磁能辐射或电磁辐射。当电磁辐射强度超过人体或仪器设备所能容许的限度时将产生电磁污染和对其他系统的干扰。

　　1、电磁辐射

　　这里研究单元辐射子的电磁辐射规律。有电偶极子型和磁偶极子型两类。

　　传导电流与位移电流共同激励磁场，磁场变化与库仑电荷共同激励电场，而电磁场以波的方式传播。

　　电磁波是横波，电磁场分布具有方向特性。

　　电磁功率的面密度为坡印亭矢量 ，单位是W/m2 2、射频电磁场

　　无线电波按其频率和波长可以分为八大类。其频率从3kHz至3000GHz，波长对应于100km至0.1mm。射频电磁场通常是指100kHz以上的无线电波。微波是分米波、厘米波和毫米波的统称。继无线电波之后是红外线、可见光、紫外线、X射线和 射线。

　　影响场强的因素有两类：一类是场源分布;另一类是介质的分布。

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