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电偶极子电场描绘及心电模拟新方法

电偶极子电场描绘及心电模拟新方法
电偶极子电场描绘及心电模拟新方法

简谐振动电偶极子辐射场分析(最终报告)

研究简谐振动的电偶极子电场 【摘 要】本文首先对振动性偶极子电场的物理模型进行简要的分析并推导出其电场线方程,然后利用数学软件Matlab 对隐函数直接作图的功能作出其电场线的演化进程图像,并用Matlab 动画模拟其电场线辐射过程,最后结合图像和动画对了振动性偶极子电场进行具体的分析,得出结论。特别是,文中清楚地模拟了部分不闭合电场线“分裂”出闭合电场线的过程,这在一般论文和教材中较为少见。 【关键字】振动性偶极子(振荡电偶极子 偶极振子);Matlab ;作图;动画;感应电场;库仑电场 1. 引言 振动性偶极子是电磁波辐射理论的基础,对其电场辐射情况的研究具有重要的意义。但由于振动性偶极子电场的概念抽象,理论计算过程又十分复杂,推导和掌握需要较深的数学基础,而图形绘制也要考虑诸多因素,极其繁琐,致使这方面的研究较为困难。使用Matlab 则可以轻松地应对这些问题,它能够针对振动性偶极子电场的各个参量变化时的特点快速地绘制出其电场线图像。在图形的帮助下,就很容易对其电场进行简明而清楚的分析。 2. 物理模型 2.1振动性偶极子的电场 设振动性偶极子的电矩为 0cos x P e P t ω= 采用球坐标可得到在任意时刻t ,空间任意处r 的辐射电场[4]: 3032 0211cos cos()cos()4()()2r P k E t kr t kr kr kr πθωωπε?? =-+-+???? 30320111sin []cos()cos()4()()2P k E t kr t kr kr kr kr θπθωωπε??=--+-+???? (2-1) 0=?E 上式中k c ω = 。 在kr>>l 的远区,库仑电场比感应电场弱得多,故远区的电场以感应电场为主导。而在 kr<

计算电场强度的基本方法

计算电场强度的基本方法 电场强度是静电学中最基本最重要的概念之一,是历年高考考查的热点。高考中将静电学与力学、磁学等问题放在一起作为综合题考查在每年是必不可少的。这些题目中往往涉及有电场力、电势和电势能等参数,这些参数与静电场最基本的物理性质参数——电场强度是紧密相关的。因此,要解决好这些问题,我们首先必须熟练掌握计算电场强度的方法。 在这里,我们首先介绍一下计算电场强度的基本方法。结合所分析的静电场的特点,很多求解电场强度的问题都可以用它来解决。对于一些比较特殊的电场,我们将在下一节介绍一些特殊的方法,那些特殊的方法也是由这些基本方法衍生而来的,因此,我们需要掌握好这些基本方法。下面来看一看这些基本方法。 方法特点 电场强度的定义是检验电荷在电场中某点受到的电场力F 与电荷q 的比值,用E 表示。因此,我们可以利用这一定义去求电场中某点的电场强度。想办法求出电荷q 在某点所受的电场力,使用公式F q E =,即可求出电场强度。在这里需要注意两点:(1)这里q 代表 电量,如果带正电则值为正,此时E 的方向与F 相同;如果带负电则值为负,此时E 的方向与F 相反。(2)由于E 有方向,是矢量,因此我们可以使用矢量的运算法则(正交分解法、平行四边形法则、矢量三角形法则等)求几个不同的电场在某一点所产生的合场强。 根据这一定义,点电荷Q 在周围某点所产生的场强为22 Qq F r q k Q E k q r ===。根据这一定义以及匀强电场中电场力做功与电势能的关系有W F d qE d q U === ,因此匀强电场的场强为U d E =。 从定义引出来的方法是最基本的方法,下面我们来看一看具体该怎么用。 经典体验(1) 如图所示,带正电小球质量为m=1×10-2kg ,带电量为q=1.6×10-6 C 。置于光滑绝缘水平面上的A 点,当空间存在着斜向上的匀强电场时,该小 球从静止开始始终沿水平面做匀加速直线 运动,当运动到B 点时,测得速度v B =1.5m/s , 此时小球的位移为s=0.15m ,求此匀强电场 的场强E 的取值范围(g=10m/s 2 )。 体验思路: 要求E 的取值范围,我们已知电量q ,根据上面的定义,即是要求电场力的

抗弯强度的测定原理.

抗弯强度的测定 一、 实验目的 抗弯强度(或称抗折强度)是无机非金属材料力学性能的指标之—。本实验介绍三点弯曲加载法测试材料的抗弯强度。通过试验掌握测试方法和原理。 二、实验内容 1. 原理 把条形试样横放在支架上,用压头由上向下施加负荷(如图29-1),根据试样断裂时的应力值计算强度。此种情况下,材料的抗弯强度σf 为 Z M f =σ (1) M 一断裂负荷P 所产生的最大弯距 Z 一试样断裂模数 对于矩形截面的试样有: PL M 41= (2) 2 61bh Z = (3) P — 试样断裂时读到的负荷值 (牛顿) L — 支架两支点间的跨距(米) b — 试样横截面宽(米) h — 试样高度(米) 因此对于矩形截面的试样,抗弯强度为: 621023-?=bh Pl f σ (兆牛顿/米2) (4) 2、试验设备 LJ —500拉力试验机 3、试验步骤: (1) 试样制备:将烧成的陶瓷试块用外圆切割机割成矩形截面的长条状试条。试条尺寸为截面4?4mm 左右,长度50mm 左右。将切割好的试条表面磨光。因为粗糙表面的微裂纹很多,会大大影响强度的测试值。

(2) 按所需的测量范围,在拉力试验机背面装相应的平衡砣,将刻度盘上的主动针调到零点, 并将被动针转到与主动针附近,调节两支架的间距为40mm,并使压头位于两支点的中线上。 (3) 将试条放在支架上,开动电动机,选择给定速度,扮下操纵手柄,使压头下移时对试条 加载。 (4) 当试条断裂时,立即将操纵手柄扳回中间位置,以停止压头运行。 (5) 读取刻度盘上被动针所指定数位。(换算成国际单位制),将测量断面的宽和高(b,h) 代入公式(4)计算。 三、思考题 1. 请说明抗弯强度的测定原理及方法。 2. 实验中的注意事项有哪些?

电偶极子的电场讨论

电偶极子的电场讨论 姓名:乔霞芳 (09物理教育专业 准考证号:412410100009 ) 【摘要】:电偶极子是继点电荷之后最简单而且重要的带电系统。凡是有电荷 的地方,四周就存在着电场,即任何电荷都在自己周围的空间激发电场。这里将从点电荷到电偶极子,通过对其中垂面和延长线上的电场强度、及其空间任意一点电场分布的求解,讨论电偶极子的静态电场。 【关键词】:电场 电场强度 电偶极子 电势 电视梯度 一、电场 为了能够形象的描述电场,正确、定量的讨论电场,先对电场进行适量了解。就它有什么样的性质,用什么定量的描述它,又用什么来给人以形象的概念进行讨论。 1.电场强度 电场的一个重要性质是它对电荷施加作用力,我们就以这个性质来定量地描述电场。我们知道,电场本身的性质由电场强度来反映,即E =F/q 。它是一个矢量,现在以点电荷所产生的电场中各点的电场强度来说明其方向和大小是如何确定的。 如图1-1所示,O 点有一点电荷q ,我们任取一场点P ,记OP=r 。设想把一个正试探电荷q 0 放在P 点,根据库伦定律,它受的力为:F=kqq 0r 1/r 2 (r 1是沿OP 方向的单位向量),又由电场强度的定义式可得P 的场强为E =F/q 0=kq r 1/r 2 ,这表明若q>0,E 沿r 1方向;若q<0,E 沿-r 方向。E 与r 2 成反比,当r →无穷大时,E →0。 电场力是矢量,它服从矢量叠加原理。那么,电场 强度矢量是不是也服从呢?如果以F 1、F 2、…、F k 分别表示点电荷q 1、q 2、…、q k 单独存在时电场施予空间同一点上试探电荷q 0的力,则它们同时存在时,电场施予该点试探电荷的力为F 1、F 2、…、F k 的矢量和,即 图1-1

§10-怎样计算电场强度

§10 怎样计算电场强度? 静电场的电场强度计算,一般有三种方法: 1、 从点电荷场强公式出发进行叠加; 2、 用高斯定理求解; 3、 从电场强度和电势的微分关系求解。 这三种方法各有优点: 从点电荷的场强公式出发,通过叠加原理来计算,在原则上,是没有不可应用的。但是,叠加是矢量的叠加,因此计算往往十分麻烦。 用高斯定理求电场强度,方法简单,演算方便,它有较大的局限性,只适宜于某些电荷对称分布的场强的计算,或者场强不是对称的,但为几种能用高斯定理求解折场的合成。 用场电势的微分关系求场强也有普遍性,而且叠加是代数叠加。这一种方法也简便,不过还比不上高斯定理。 所以求场强时,一般首先考虑是琐能用高斯定理,其次考虑是否能用场强与电势的微分关系去求。下面分别加以讨论。 一、从点电荷的场强公式出发通过叠加原理进行计算 点电荷的场强公式: 301 (1)4i i i q E r r πε= ∑r r 当电荷连续分布时: ()() 303 0301(2) 4134144r E dl r r E ds r r E d r λπεσπερτπε===???r r r r r r 式中 λ-电荷的线密度; σ-电荷的面密度; ρ-电荷的体密度。 式(2)、(3)、(4)中,积分应普遍一切有电荷分布的地方。计算时,还必须注意这是矢量和。 1、 善于积分变量的统一问题

如果积分上包含有几个相关的变量,只有将它们用同一变量来表示,积分才能积得结果。 这在应用点电荷的场强公式求带电体的场强时,或者应用毕-沙-拉定律求B r 时,常常遇到。 因此,要积分必须先解决积分变量的统一问题。 积分上包含有几个变量,相互之间存在一定的关系。因此,任一变量都可选作自变量,而将其他变量用该变量来统一表示。必须指出,不但可以将积分号中包含的变量选作自变量,而且也可选择不包含在积分号中但与积分号中的变量都有关的量作为自变量,要根据具体情况而定。 现以图2-10-1所示均匀带电直线的场强计算为例来讨论积分变量的统一问题。 由图可知: 2 0cos 4x dl dE r λθπε= 2 0sin 4y dl dE r λθπε= 202 0cos (5) 4sin (6) 4x x y y dl E dE r dl E dE r λθπελθπε∴====?? ?? 上述三个变量中,共有三个相关变量:θ、l 、r 。为了把积分计算出来,必须把三个变量统一用某一个变量,可以θ、l 、r 中的任一个,或者用它的相关变量来表示。究竟选哪 一个好呢? 如果选择θ为自变量,则应把l 、r 都化作θ的函数来表示。由图示几何关系可得: 2222cot l a dl acse d r a cse θθθθ =-== 于是得: ()()2 12 1 21002100cos sin sin 44sin cos cos 44x y E a a E a a θθθθλλ θθθπεπελλ θθθπεπε==-==-? ? x 图2-10-1

绝缘电阻抗电强度测试规范

绝缘电阻抗电强度测试规范 文件编号 文件名绝缘电阻和抗电强度试验检测规范版本 A00 (1).测试目的 本实验是为了确保产品电气绝缘设计达到预先设计所需的要求,并符合相关标准,减小操作人员和可能与设备接触的人员遭受电击或伤害的危险。 (2).测试条件:可参考GB19510.1-2004和GB8898-2001“10.2-10.3”。 a.用耐压测试仪和绝缘阻抗测试仪进行实验。 b.抗电强度电压值设定和P-S绝缘阻抗设定值见下表: 表一介电强度试验电压 工作电压 U (V) 试验电压 (V) U?42 500 基本绝缘 2U+1,000 发 42,U?1,000 补充绝缘 2U+1,750 双重或加强绝缘 4U+2,750 在既采用加强绝缘又采用双重绝缘的情况下,应该注意不应使施加在加强绝缘的电压过度超过基本绝缘或补充绝缘的负荷 表二绝缘电阻值受试绝缘部位绝缘电阻(MΩ) 带电部件与壳体之间: 10 —基本绝缘—加强绝缘 20 输入线路与输出线路之间 20 只用基本绝缘与带电部件隔离的?类灯具驱动器的金属部件与壳体之20 间 与绝缘材料外壳的内表面和外表面相接触的金属箔之间 10 另外对于某些产品在客户有特殊要求时,按客户要求的标准测试。 (3). 检验方法:

将被测试产品的电源输入端L,N短接在一起,所有的输出端也短接在一起。连接到绝缘阻抗测试仪或抗电强度测试仪进行实验。 第C- 1 页 (4). 测试步骤: a. 将抗电强度测试仪和绝缘阻抗测试仪设定在标准值上,对绝缘电阻施加1 分钟的 绝缘电阻不小于表二所给值。对抗电强度按下列规定: 直流500V电压测试, 1.对承受直流(无纹波)电压应力的绝缘,用直流电压进行试验; 2.对承受交流电压应力的绝缘,用电网电源频率的交流电压进行试验。 b. 将被测试产品短接好,连到测试仪的输出线上。 c. 开始测试,先用绝缘阻抗测试仪检测绝缘电阻;再用抗电强度测试仪测试抗电强度。并做好相关记录。 (5). 测试后检验: a.测试期间不能有火花、电弧产生;被测试样品绝缘应无闪络、击穿现象,耐压测试仪不报警。 b(测试完成后检测被测试样品的所有性能均需正常。 (6). 注意要点: a.抗电强度测试时预先施加的试验电压不应大于规定电压值的一半,然后迅速将试验电压升高到全值并持续1min,漏电流不大于10mA。 b.设备的安全不应受到在预期使用中可能出现的湿热环境的损害,因此除另有特殊规定外,都应在湿热处理后,再立即进行绝缘电阻和抗电轻度测试来检验是否合格。

电偶极子和磁偶极子的对比讲解

电偶极子和磁偶极子的对比 目录 1引言 (1) 2定义 (1) 2.1电偶极子的定义 (1) 2.2磁偶极子的定义 (2) 3电偶极子和磁偶极子比较---主动方面 (2) 3.1电偶极子和磁偶极子的场分布 (2) 3.2电偶极子和磁偶极子辐射 (4) 4电偶极子和磁偶极子比较---被动方面 (4) 4.1电偶极子和磁偶极子在外场E和B中的力和力矩 (4)

4.2电偶极子和磁偶极子在外场中的相互作用能 (5) 5应用 (8) 5.1心脏的活动 (8) 5.2赫濨磁偶极子天线 (9) 6结论 (9) 参考文献:................................... 致谢......................................

电偶极子和磁偶极子的对比 摘要:本文介绍了电偶极子和磁偶极子模型的建立,并对两者在数学表达上的类似和内在结构土的不同所引起的差别作了讨论。这里的关键是通过电偶极子 和磁偶极子各方面的的性质做出了基本论述电偶极子和磁偶极子都是非常实用的物理模型,让同学们更好的认识电磁偶极子非常重要的事。在研究物质电磁性态时,用电偶极子和磁偶极子就能很好地说明极化和磁化现象,在研究电磁辐射时,偶极辐射不论在理论上或实际应用中都十分重要。由于电偶极子和磁偶极 子分别是复杂点体系和次体系的一级近似在数学表达上有不少的类似之处,使得研究更具更利,但应当认识到,这种类似只是形式上的,因为至今尚未有存在磁单极的实验证据,我们在进行类比并由此高清电偶极子和磁偶极子。 关键词:电偶极子;磁偶极子;相互作用力;相互作用能

1引言 电偶极子和磁偶极子都是非常实用的物理模型,让同学们更好的认识电磁偶极子非常重要的事,但数学公式较繁琐,导致初学者在认识上要产生障碍,使得教与学都功倍事半。应用它们往往能将复杂的问题大大简化又不失本质的东西例如,在研究物质电磁性态时,用电偶极子和磁偶极子就能很好地说明极化和磁化现象;在研究电磁辐射时,偶极辐射不论在理论上或实际应用中都十分重要由于电偶极子和磁偶极子分别是复杂电体系和磁体系的一级近似,,在数学表达上有不少类似之处,使得研究更具便利,但是应当认识到,这种类似只是形式上的,因为至今尚未有存在磁单极的实验证据,现有电磁理论的电磁对称是破缺的,所以我们在进行类比时要时刻记住偶极模型的根源,并由此搞清电偶极子 和磁偶极子的差别。研究电偶极子与磁偶极子在生活中的实际应用,围绕其性质及作用,进行科学性研究论述! 2定义 2.1电偶极子的定义 一个实体,它在距离充分大于本身几何尺寸的一切点处产生的电场强度都和一对等值异号的分开的点电荷所产生的电场强度相同。 电偶极子(electric dipole )是两个相距很近的等量异号点电荷组成的系 统。电偶极子的特征用电偶极距P= lq描述,其中I是两点电荷之间的距离,I 和P的方向规定由一q指向+ q。

抗电强度测试方法

抗电强度试验的概念与方法 江苏省电子信息产品质量监督检验研究院杨东岩 作为电子电器设备安全性能考核的重要手段之一,有关安全标准都会给出抗电强度试验的要求。那么这种试验的目的和要求是什么呢? 一、试验的目的 评价在设备中作隔离用的绝缘耐高压冲击的性能。 1.考核电气设备中带电部件与可触及件之间的用作隔离措施的绝缘材料的性能。 我们知道电流通过人体会引起病理生理效应,通常毫安级的电流就会对人体产生危害,更大的电流甚至会造成人的死亡。因此,在各类电子电气设备的安全设计中防触电保护是一个很重要的内容。 通常产生电击危险的原因有: z触及带电件 z正常情况下带危险电压零部件和可触及的导电零部件(或带非危险电压的电路)之间的隔离用的绝缘击穿 z接触电流过大 z大容量电容器放电 在安全设计中采用的措施之一就是通过使用双重绝缘或加强绝缘,将带危险电压的零部件与可触及件隔离。这样防止危险带电件与可触及件之间的绝缘击穿就是个关键点,产品内所有绝缘都必须能够承受产品在正常工作条件下和单一故障条件下产品内部产生的相关电压,还必须承受来自电网电源和从通信网络传入的瞬态冲击电压,而不飞弧、击穿。 击穿的概念: 当绝缘承受的电压足够高而使得绝缘电阻无法再限制电流的增大,此时在施加电压的两极间发生放电,称为击穿。此时施加在绝缘上的电压引起的电流以失控的方式迅速增大。 击穿的途径:可能是固体绝缘材料内部;或沿两电极之间的绝缘体表面(即所谓的“爬电”);或沿两电极之间最短的空间路径(即气体介质中的“飞弧”) 击穿的主要形式: 电击穿----绝缘材料的电介质结构直接为电场力所破坏而致。 热击穿----由于绝缘材料的介质损耗导致电介质发热所致。 在交变正弦电压作用下绝缘材料的介质损耗为 P=U2ˉ2πˉfˉCˉtgδ 式中:U—电压(V) f—频率(Hz) C—电容(F) tgδ--损耗角正切 在直流电压作用下绝缘材料的介质损耗为 P=U2/R 式中:U—电压(V) R—绝缘电阻(Ω) 电化学击穿----由于外加电压的作用,致使电介质内部发生化学变化而引起。 为考核设计的有效性,。要求在施加相应的试验电压下用于安全隔离的绝缘不能被击穿。 二、试验原理 1.试验电压 电气设备在使用过程中,其绝缘长期承受各种因素引起的瞬态过电压的作用,这些电压

电场强度地计算

电场力的性质之考点一(电场强度的理解及计算) 班级::编写:熠 学习目标:1、理解电场强度的矢量性;2、掌握电场强度的计算方法。 自主学习:一、三个公式的比较 二、 (1)电场叠加:多个电荷在空间某处产生的电场的电场强度为各电荷在该处所产生的电场场强的矢量和. (2)计算法则:平行四边形定则. 题型一、点电荷产生的电场 正点电荷电场方向背离电荷负点电荷电场方向指向电荷中心 1、如图所示,真空中有两个点电荷Q1 =+3.0×10-8C和Q2 =-3.0×10-8C,它们相距0.1m,A点与两个点电荷的距离r相等,r=0.1m 。求:电场中A点的场强。 2、如图,A、B两点放有均带电量为+2×10-8C两个点电荷,相距60cm,试求:

(1)AB 连线中点O 的场强; (2)AB 连线的垂直平分线上离开O 点距离为30cm 处的P 点的场强。 合作学习: 【拓展训练】:3、(2013·重点中学联考)如图所示,一个均匀的带电圆环, 带电荷量为+Q ,半径为R ,放在绝缘水平桌面上.圆心为O 点,过O 点作一竖直线,在此线上取一点A ,使A 到O 点的距离为d 。求A 点处的电场强度。 方法归纳: 【变式训练】:4、在某平面上有一个半径为r 的绝缘带电圆环: (1)若在圆周上等间距地分布n (n ≥2)个相同的点电荷,则圆心处的合场强为多少? (2)若有一半径同样为r ,单位长度带电荷量为q (q >0)的均匀带电圆环上有一个很小的缺口Δl (且Δl r ),如图所示,则圆心处的场强又为多少? 方法归纳:补偿法。 解题关键:把带有缺口的带电圆环―――→转化为 点电荷 解析: (1)当n 分别取2、3、4时圆心处的场强均为零,结合点电荷电场的对称性可知,n 个相同的点电荷在圆心处的合场强为零. (2)可以把均匀带电圆环视为由很多点电荷组成,若将缺口补上,再根据电荷分布的对称性可得,圆心O 处的合场强为零,由于有缺口的存在,圆心O 处的电场即为缺口相对圆心O 的对称点产生的电场,其电场强度为该处电荷(可视为点电荷)在O 点的电场强度(包括 大小和方向).其电场强度的大小为E =k q Δl r 2,方向由圆心O 指向缺口. 答案: (1)合场强为零 (2) k q Δl r 2,方向由圆心O 指向缺口 分析电场叠加问题的一般步骤 电场强度是矢量,叠加时应遵从平行四边形定则,分析电场的叠加问题的一般步骤是: (1)确定分析计算的空间位置; (2)分析该处有几个分电场,先计算出各个分电场在该点的电场强度的大小和方向; (3)依次利用平行四边形定则求出矢量和. 题型二特殊带电体产生的电场

电偶极子和磁偶极子的对比

电偶极子和磁偶极子的对比

目录 1 引言 (1) 2 定义 (1) 2.1 电偶极子的定义 (1) 2.2 磁偶极子的定义 (2) 3 电偶极子和磁偶极子比较---主动方面 (2) 3.1 电偶极子和磁偶极子的场分布 (2) 3.2 电偶极子和磁偶极子辐射 (4) 4 电偶极子和磁偶极子比较---被动方面 (4) 4.1 电偶极子和磁偶极子在外场E和B中的力和力矩 (4) 4.2 电偶极子和磁偶极子在外场中的相互作用能 (5) 5 应用 (8) 5.1 心脏的活动 (8) 5.2 赫濨磁偶极子天线 (9) 6 结论 (9) 参考文献:........................................................... 致谢................................................................

电偶极子和磁偶极子的对比 摘要:本文介绍了电偶极子和磁偶极子模型的建立, 并对两者在数学表达上的类似和内在结构土的不同所引起的差别作了讨论。这里的关键是通过电偶极子和磁偶极子各方面的的性质做出了基本论述电偶极子和磁偶极子都是非常实用的物理模型,让同学们更好的认识电磁偶极子非常重要的事。在研究物质电磁性态时,用电偶极子和磁偶极子就能很好地说明极化和磁化现象,在研究电磁辐射时,偶极辐射不论在理论上或实际应用中都十分重要。由于电偶极子和磁偶极子分别是复杂点体系和次体系的一级近似在数学表达上有不少的类似之处,使得研究更具更利,但应当认识到,这种类似只是形式上的,因为至今尚未有存在磁单极的实验证据,我们在进行类比并由此高清电偶极子和磁偶极子。 关键词:电偶极子;磁偶极子;相互作用力;相互作用能

偶极子1解读

偶极子[编辑] 维基百科,自由的百科全书 (重定向自偶极矩) 地球磁场可以近似为一个磁偶极子的磁场。但是,图内的N 和S 符号分别标示地球的地理北极和地理南极。这标示法很容易引起困惑。实际而言,地球的磁偶极矩的方向,是从地球位于地理北极附近的地磁北极,指向位于地理南极附近的地磁南极;而磁偶极子的方向则是从指南极指向指北极。 电极偶子的等值线图。等值曲面清楚地区分于图内。 在电磁学里,有两种偶极子(dipole):电偶极子是两个分隔一段距离,电量相等,正负相反的电荷。磁偶极子是一圈封闭循环的电流,例如一个有常定电流运行的线圈,称为载流回路。偶极子的性质可以用它的偶极矩描述。 电偶极矩()由负电荷指向正电荷,大小等于正电荷量乘以正负电荷之间的距离。磁偶极矩()的方向,根据右手法则,是大拇指从载流回路的平面指出的方向,而其它拇指则指向电流运行方向,磁偶极矩的大小等于电流乘以线圈面积。 除了载流回路以外,电子和许多基本粒子都拥有磁偶极矩。它们都会产生磁场,与一个非常小的载流回路产生的磁场完全相同。但是,现时大多数的科学观点认为这个磁偶极矩是电子的自然性质,而非由载流回路生成。 永久磁铁的磁偶极矩来自于电子内禀的磁偶极矩。长条形的永久磁铁称为条形磁铁,其两端称为指北极和指南极,其磁偶极矩的方向是由指南极朝向指北极。这常规与地球的磁偶极矩恰巧相反:地球的磁偶极矩的方向是从地球的地磁北极指向地磁南极。地磁北极位于北极附近,实际上是指南极,会吸引磁铁的指北极;而地磁南极位于南极附近,实际上是指北极,会吸引磁铁的指南极。罗盘磁针的指北极会指向地磁北极;条形磁铁可以当作罗盘使用,条形磁铁的指北极会指向地磁北极。

电场强度的几种计算方法

电场强度的几种求法 一.公式法 1.q F E =是电场强度的定义式:适用于任何电场,电场中某点的场强是确定值,其大小和方向与试探电荷无关,试探电荷q 充当“测量工具”的作用。 2.2 r k Q E =是真空中点电荷电场强度的决定式,E 由场源电荷Q 和某点到场源电荷的距离r 决定。 3.d U E =是场强与电势差的关系式,只适用于匀强电场,注意式中的d 为两点间的距离在场强方向的投影。 二.对称叠加法 当空间的电场由几个点电荷共同激发的时候,空间某点的电场强度等于每个点电荷单独存在时所激发的电场在该点的场强的矢量和,其合成遵守矢量合成的平行四边形定则。 例:如图,带电量为+q 的点电荷与均匀带电。 例:如图,带电量为+q 的点电荷与均匀带

电薄板相距为2d ,点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心,如图中a 点处的场强为零,求图中b 点处的场强多大 例:一均匀带负电的半球壳,球心为O 点,AB 为其对称轴,平面L 垂直AB 把半球壳一分为二,L 与AB 相交于M 点,对称轴AB 上的N 点和M 点关于O 点对称。已知一均匀带电球壳内部任一点的电场强度为零,点电荷q 在距离其为r 处的电势为r q k =?。假设左侧部分在M 点的电场强度为 E 1,电势为1?;右侧部分在M 点的电场强 度为E 2,电势为2?;整个半球壳在M 点的电场强度为E 3,在N 点的电场强度为E 4,下列说法中正确的是( ) A .若左右两部分的表面积相等,有E 1>E 2,1?>2 ?

B .若左右两部分的表面积相等,有E 1<E 2,1?<2 ? C .只有左右两部分的表面积相等,才有E 1>E 2,E 3=E 4 D .不论左右两部分的表面积是否相等,总有 E 1>E 2,E 3=E 4 答案:D 例:ab 是长为L 的均匀带电细杆,P1、P2是位于ab 所在直线上的两点,位置如图所示.ab 上电荷产生的静电场在P1处的场强大小为E 1,在P2处的场强大小为E2。则以下说法正确的是( ) A .两处的电场方向相同, E1>E2 B .两处的电场方向相反, E1>E2 C .两处的电场方向相同,E1<E2 D .两处的电场方向相反,E1<E2 A B M O N L

电器安规标准及测量方法

电器安规标准及量测方法 1、相关法规、标准要求。 GB4706.1—1998 家用和类似用途电器的安全 GB/T3797—2005 电气控制设备 GB19212.1—2003 电力变压器﹑电源装置和类似产品的安全(第一部分:通用要求和试验) GB/T 2423.10-1995 电工电子产品环境试验-试验Fc和导则:振动(正弦) GB/T17626.2-1998 电磁兼容试验与测量技术静电放电抗扰度试验 GB/T17626.1-1998 电磁兼容抗扰度试验总论勺 GB/T17626.4-1998 电磁兼容电快速瞬变脉冲群抗扰度试验 GB/T17626.11-1998 电磁兼容电压暂降﹑短时中断和电压变化的抗扰度试验 2、电缆或软线横截面积与电流关系。 3、保护性接地端子或接地触点与被接地的金属部件之间的连接应是低电阻的。

用一个空载电压不超过12V的电源提供一个等于1.5倍额定输入电流或等于25A的电流(二者中取较大值),依此从接地端子或接地触点与每个易触及的金属部件之间通过,持续1min,测量期间的电阻值应不大于0.1Ω。试验按照接地电阻测试仪的操作规程进行,符合GB19212.1—2003第24.4条规定。 4、灰尘﹑固体异物和潮湿有害进入的防护 电控系统各独立部件的外壳具有和标在铭牌上的IP代码相一致的防飞尘﹑固体异物和潮湿进入的防护等级,要求的防护等级为IP20 (表示防护等级的代号由特征字母IP和后加两位数字组成。其中的两位数字分别表示符合表1和表2规定的条件),符合GB19212.1—2003第17.2条规定。 表1 第一位特征数字代表的防护等级 表2 第二位特征数字代表的防护等级

电场强度的几种计算方法

电场强度的几种求法 一. 公式法 1.q F E = 是电场强度的定义式:适用于任何电场,电场中某点的场强是确定值,其大小和方向与试探电荷无关,试探电荷q 充当“测量工具”的作用。 2.2r k Q E =是真空中点电荷电场强度的决定式,E 由场源电荷Q 和某点到场源电荷的距离r 决定。 3.d U E = 是场强与电势差的关系式,只适用于匀强电场,注意式中的d 为两点间的距离在场强方向的投影。 二.对称叠加法 当空间的电场由几个点电荷共同激发的时候,空间某点的电场强度等于每个点电荷单独存在时所激发的电场在该点的场强的矢量和,其合成遵守矢量合成的平行四边形定则。 例:如图,带电量为+q 的点电荷与均匀带电。 例:如图,带电量为+q 的点电荷与均匀带电薄板相距为2d ,点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心,如图中a 点处的场强为零,求图中b 点处的场强多大? 例:一均匀带负电的半球壳,球心为O 点,AB 为其对称轴,平面L 垂直AB 把半球壳一分为二,L 与AB 相交于M 点,对称轴AB 上的N 点和M 点关于O 点对称。已知一均匀带电球壳内部任一点的电场强度为零,点电荷q 在距离其为r 处的电势为r q k =?。假设左侧部分在M 点的电场强度为E 1,电势为1?;右侧部分在M 点的电场强度为E 2,电势为2?;整个半球壳在M 点的电场强度为E 3,在N 点的电场强度为E 4,下列说法中正确的是( ) A .若左右两部分的表面积相等,有E 1>E 2,1?>2? B .若左右两部分的表面积相等,有E 1<E 2,1?<2?

C .只有左右两部分的表面积相等,才有E 1>E 2,E 3=E 4 D .不论左右两部分的表面积是否相等,总有 E 1>E 2,E 3=E 4 答案:D 例:ab 是长为L 的均匀带电细杆,P1、P2是位于ab 所在直线上的两点,位置如图所示.ab 上电荷产生的静电场在P1处的场强大小为E 1,在P2处的场强大小为E2。则以下说法正确的是( ) A .两处的电场方向相同,E1>E2 B .两处的电场方向相反,E1>E2 C .两处的电场方向相同,E1<E2 D .两处的电场方向相反,E1<E2 三.等效替代法 例:均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场,如图,在半球面A 、B 上均匀分布正电荷,总电荷量为q ,球面半径为R ,CD 为通过半球顶点与球心O 的轴线,在轴线上有M 、N 两点,OM=ON=2R ,已知M 点的场强大小为E ,则N 点场强大小为( ) A .E R -22kq B .24kq R C .E R -24kq D .E R +2 4kq 答案:A 例:【2013安徽20】如图所示,xOy 平面是无穷大导体的表面,该导体充满0z <的空间, 0z >的空间为真空。将电荷为q 的点电荷置于z 轴上z=h 处,则在xOy 平面上会产生感应 电荷。空间任意一点处的电场皆是由点电荷q 和导体表面上的感应电荷共同激发的。已知静电平衡时导体内部场强处处为零,则在z 轴上2 h z = 处的场强大小为(k 为静电力常量) A .24q k h B .249q k h C .2329q k h D .2 409q k h 【答案】D C D A B

电场强度的几种计算方法

微专题训练16 电场强度的几种计算方法 1.(公式法)(单选)如图1所示,真空中O 点有一点电荷,在它产生的电场中有a 、 b 两点,a 点的场强大小为E a ,方向与ab 连线成60°角,b 点的场强大小为E b ,方向与ab 连线成30°角.关于a 、b 两点场强大小E a 、E b 的关系,以下结论正确的是 ( ). 图1 A .E a =33E b B .E a =13E b C .E a =3E b D . E a =3E b 解析 由题图可知,r b =3r a ,再由E =kQ r 2可知,E a E b =r 2b r 2a =31,故D 正确. 答案 D 2.(图象斜率法)(多选)如图2甲所示,在x 轴上有一个点电荷Q (图中未画出),Q 、 A 、 B 为轴上三点,放在A 、B 两点的试探电荷受到的电场力跟试探电荷所带电荷量的关系如图乙所示,则 ( ). 图2 A .A 点的电场强度大小为2×103 N/C B .B 点的电场强度大小为2×103 N/C C .点电荷Q 在A 、B 之间 D .点电荷Q 在A 、O 之间 解析 对于电场中任意一点而言,放在该处的试探电荷的电荷量q 不同,其受

到的电场力F的大小也不同,但比值F q是相同的,即该处的电场强度.所以F-q 图象是一条过原点的直线,斜率越大则场强越大.由题图可知A点的电场强度 E A=2×103 N/C,B点的电场强度的大小为E B=0.6×103 N/C,A正确,B错误.A、 B两点放正、负不同的电荷,受力方向总为正,说明A、B的场强方向相反,点电荷Q只能在A、B之间,C正确. 答案AC 3.(叠加法)(多选)如图3所示,在x轴坐标为+1的点上固定一个电荷量为4Q的正点电荷,坐标原点O处固定一个电荷量为Q的负点电荷,那么在x坐标轴上,电场强度方向沿x轴负方向的点所在区域应是(). 图3 A.(0,1)B.(-1,0) C.(-∞,-1)D.(1,+∞) 解析在区域(0,1)中4Q和-Q的电场的电场强度方向都向左,合场强仍向左, A对;在-Q左侧距-Q为x处场强为零,由k Q x2=k 4Q (1+x)2 得x=1,所以区域(-∞,-1)内合场强向左,C对. 答案AC 4.(叠加法)(单选)如图4所示,中子内有一个电荷量为+2e 3的上夸克和两个电荷量 为-e 3的下夸克,3个夸克都分布在半径为r的同一圆周上,则3个夸克在其圆 心处产生的电场强度大小为() 图4

抗电强度试验浅析转

抗电强度试验浅析(转) 抗电强度 很多感性和容性器件在磁场和电路中都会具有贮存能量的性质。通常,磁场中的能量会转换成其他能量形式,有时,磁能被释放为高压脉冲进入配电系统,而且这样的释放是经常的(如在电动机启动过程中)。因为高压脉冲会通过配电系统进入设备的电源线上,而配电系统的所有绝缘(包括产品的内部绝缘),都必须具有足够的抗电强度以承受不仅是系统的正常工作电压,而且要经受正常的系统过压。因此,产品产品中的绝缘必须能承受高压试验以确定出现在配电系统中受到高压脉冲作用时绝缘不会被击穿。 常用的几个定义: ——破坏性放电:固体、液体、气体介质及组合介质在高电压作用下,介质强度丧失的现象。破坏性放电时,放电完全桥接被试绝缘,电极间的电压迅速下降到零或接近于零。 ——闪络:沿绝缘介质表面发生的破坏性放电。 ——火花放电:在气体或液体介质中发生的破坏性放电。 ——击穿:在固体介质中发生的破坏性放电。 ——纹波:纹波是对直流电压算术平均值的周期性脉动。 ——纹波幅度:纹波的最大值与最小值之差的一半。

试验电压施加:对试品施加电压时应从足够低的电压值开始,以防止操作瞬变过程引起的过电压的任何影响,然后应缓慢地升高电压以便能在仪器仪表上准确读数,但也不能太慢,以免造成接近试验电压时试品上承受电压时间过长。 对于型式试验,若试验电压达75%以上,以每秒5%试验电压的速率上升,通常可以满足上述要求。将试验电压保持到规定的时间后,切断充电电源,通过适当电阻由滤波电容器和试品放电来降低电压。达到稳态的时间取决于试品部件的电阻和电容。 稳态达到规定的电压后,在该电压下保持1min 试验电压如果不是正弦波,在同一电压有效值的振幅值,可能比正弦波时增高,绝缘容易发生击穿。试验电压的频率越高,电压作用的时间越长,绝缘中由介质产生的热量越多,发生击穿的可能性越大。抗电强度试验电压波形应为两个半波相同的近似正弦波且峰值与方均根值之比应在21/2±0.07以内,如满足这些要求,则认为高压试验结果不受波形崎变的影响。在整个试验过程中试验电压的测量值应保持在规定电压值的±1%以内。当试验持续时间超过60s,在整个试验过程中试验电压测量值可保持在规定值的±3%以内。 50/60Hz供电的设备推荐试验60Hz的交流电压试验可能会得到更接近实际使用情况的结果。 试验步骤: ——功能检查:主要检查仪器的功能是否正常,输出电压是否能准确实在地加到了试品上。首先确定需施加的电压值和设置的漏电流报

电偶极子

§2.7 电偶极子 一、电偶极子及其电偶极矩 1.电偶极子——两个相距很近的等量异号点电荷所组成的带电系统。 在原子物理学、电介质理论和无线电理论中,电偶极子是很重要的模型。原子中带正电的原子核和带负电的电子。电介质中有一类电介质分子的正、负电荷中心不重合,形成电偶极子,称为有极分子;另一类电介质分子的正、负电荷中心重合,称为无极分子,但在外电场作用下会相对位移,也形成电偶极子。 应用有偶极子天线,以及天线的辐射等现象,可以用振荡偶极子 t j e e p ω来表示,研究从稳恒到 X 光频电磁场作用下电介质的色 散和吸收,等等具有广泛地应用。 将偶极子概念加以推广,可有多极子,其中最重要的是四极子。 电偶极子的特征:点电荷的电荷量(+q 、-q), 两个点电荷的距离---电偶极子的轴线l :从电偶极子的负电 荷到正电荷的一个矢径表示表示。 可集成为一个特征量----电偶极矩来表征电偶极子整体电性质,即用电偶 极矩表示电偶极子的大小和空间取向: 2. 电偶极子的电偶极矩——电偶极子中的一个电荷的电量与轴线的乘积,简称电矩。记为: l q p = 或l q p e = (相对于磁矩m p ) (1) p 是矢量,它是表征电偶极子整体电性质的重要物理量, 大小: 等于乘积, 方向: 规定由-q 指向+q , 单位:库·米( )---国际制单位 德拜(debye)-----微观物理学中常用的单位为;1德拜=3.336×10-30C ·m ,它相当于典型分子内部核间距离的十分之一(约2×10-11m)同一个电子的电荷e =1.6×10-19C 的乘积。 电偶极子在外电场中受力矩作用而旋转,使其电偶极矩转向外电场方向。电偶极矩就是电偶极子在单位外电场下可能受到的最大力矩,故

电场强度的叠加原理及电场强度的计算

第二讲:电场强度的叠加原理及电场强度的计算 容:§9-3 电场强度的求法 要求: 1.理解场强叠加原理; 2.掌握用积分的方法计算电场强度。 重点与难点: 1.电场强度及其计算。 作业: 习题:P37:9,11 预习:电场强度的叠加原理

四、电场强度叠加原理 1.点电荷的场强:电荷Q ,空间r 处 2 04r r Q q F E = 2.点电荷系: 在点电荷系Q 1,Q 2,…,Q n 的电场中,在P 点放一试验电荷q 0,根据库仑力的叠加原理,可知试验电荷受到的作用力为 i F F ,因而P 点的电场强度为 i i i E q F q F q F E = 即 3 04r r Q E E i i == 点电荷系电场中某点的场强等于各个点电荷单独存在时在该点的场强的矢量和。这就是电场强度的叠加原理。 3.连续分布电荷激发的场强 将带电区域分成许多电荷元d q ,则 2 04r r dq E d E = 其中,对于电荷体分布,d q =ρd v , v r r dv E 0 204 = 对于电荷面分布,d q =σds ,02 04r r ds E s = 对于电荷线分布,d q =λd l , l r r dl E 0 204 = 其中体密度 dV dQ V Q V lim 0= 单位C/m 3 ; 面密度 dS dQ S Q S lim 0= 单位C/m 2;

线密度 dl dQ l Q l lim 0= 单位C/m 。 五、 电场强度的计算: 1.离散型的: 3 04r r Q E E i i == 2.连续型的: 2 04r r dq E d E = 空间各点的电场强度完全取决于电荷在空间的分布情况。如果给定电荷的分布,原则上就可以计算出任意点的电场强度。计算的方法是利用点电荷在其周围激发场强的表达式与场强叠加原理。计算的步骤大致如下: ● 任取电荷元d q ,写出d q 在待求点的场强的表达式; ● 选取适当的坐标系,将场强的表达式分解为标量表示式; ● 进行积分计算; ● 写出总的电场强度的矢量表达式,或求出电场强度的大小和方向; ● 在计算过程中,要根据对称性来简化计算过程。 例1. 电偶极子(Electric Dipole )的场强。 1. 几个概念: (1)两个电量相等、符合相反、相距为l 的点电荷+q 和-q ,若场点到这两个电荷的距离比l 大得多时,这两个点电荷系称为电偶极子。 (2)从-q 指向+q 的矢量l 称为电偶极子的轴。 (3)l q p 称为电偶极子的电偶极矩 2. 电偶极子的电场强度 (1)电偶极子轴线延长线上一点的电场强度 如图所示,取电偶极子轴线的中点为坐标原点O ,沿极轴的延长线为O x 轴,轴上任意点A 距原点的距离为x ,则正负电荷在点A 产生的场强为 i l x q E 2 02/41 i l x q E 2 02/41 由叠加原理可知点A 的总场强为 i l x xl q i l x q l x q E E E 2220 2204/242/2/41 =+-+=- 当x >>l 时,2 224/x l x

matlab结题报告(电偶极子的辐射场)

电偶极子得辐射场 背景与意义: 对于一个带电体来说,如果正负电荷呈电偶分布,正、负电荷得重心不重合,那么讨论这种带电体得电场时,可以把它模拟成两个相距很近得等量异号得点电荷+q 与?q,这样得带电系统称为电偶极子。实际生活中电偶极子得例子随处可见,例如,在研究电解质极化时,采用重心模型描述后电解质分子可等效为电偶极子;在电磁波得发射与吸收中电子做周期性运动形成振荡电偶极子;生物体所有得功能与活动都以生物电得形式涉及到电偶极子得电场等,当天线长度l远小于波长时,它得辐射就就是电偶极辐射。因此,研究电偶极子在空间激发得电场问题具有重要意义。我们主要讨论宏观电荷系统在其线度远小于波长情形下得辐射问题。 基本内容介绍: 1.计算辐射场得一般公式 (1) (2) 其中 (3) 若电流J就是一定频率得交变电流,有 (4) 代入(3)式得 (5) 式中为波数。令 有 (6) 2.失势得展开 在失势公式(6)中,存在三个线度:电荷分布区域得线度l,它决定积分区 得大小;波长以及电荷到场点得距离r。我们研究分布于一个小区域得电流所产生得辐射。所谓小区域就是指它得线度远小于波长以及观察距离r,即这种情况下,可以讲失势做展开得 (7)

3.电偶极辐射 我们研究展开式得第一项 (8) 先瞧电流密度体积分得意义。电流就是有运动得带电粒子组成得。设单位体积内有个带电荷为,速度为得粒子,则它们各自对电流密度得贡献为 ,因此 其中求与符号表示对各类带电粒子求与。上式也等于对单位体积内得所有带电粒子得qv求与。因此 式中求与符号表示对区域内所有带电粒子求与。但 式中就是电荷系统得电偶极矩。因此 如右图所示,当两个相距为得导体球组成,两个 导体之间由导线连接。当导线上有交变电流I时,两导体上得电荷就交替 变化,形成一个振荡电偶极子。这系统得电偶极矩为 当导线上有电流I时,Q得变化率为 因而体系得电偶极矩变化率为 (9) 由此可得,(8)式代表振荡电偶极矩产生得辐射 (10) 在计算电磁场时,需要对作用算符。我们只保留1/R 低次项,因而算符不需作用到分母得R上,而仅需作用到因子上,作用结果相当于代换 由此得辐射场 (11) (12) 写成分量形式得 (13) (14)

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