準靜態(tài)電磁場課件

第五章準靜態(tài)電磁場§5-1電準靜態(tài)場和磁準靜態(tài)場§5-2磁準靜態(tài)場與電路§5-3電準靜態(tài)場與電荷馳豫§5-4集膚效應§5-5渦流及其損耗§5-6導體的交流內(nèi)阻抗§5-7鄰近效應和電磁屏蔽基本內(nèi)容基本要求

1.掌握電準靜態(tài)場和磁準靜態(tài)場的基本定義、判別條件及基本方程。2.了解導體中的馳豫過程、分界面上的積累過程。3.了解導體中電流流動、渦流和磁擴散過程。4.定性說明集膚效應、鄰近效應、電磁屏蔽。5.了解交流內(nèi)阻抗的概念?！?-1電準靜態(tài)場和磁準靜態(tài)場時變場中，一些場量（B、D）隨時間變化，但變化的速度很慢（可以忽略），可以按照靜態(tài)場來處理。這樣的場稱為準靜態(tài)場。當位移電流可以忽略時二、磁準靜態(tài)場（MQS）磁場方程同恒定磁場；而電場中仍有渦旋電場?；痉匠虄煞N情況下可以忽略1）導體內(nèi)2）理想介質(zhì)中磁準靜態(tài)場是交流電路的場理論基礎(chǔ)。

恒定電流場：§5-2磁準靜態(tài)場與電路基爾霍夫第一定律說明：電流是連續(xù)的閉合線，

在回路中處處相等?；鶢柣舴虻诙烧f明：路是場的近似，實際問題中采用場或路的方法進行計算，需要根據(jù)具體條件。在如圖所示回路中：渦流方程同理一、E、H和J的微分方程磁準靜態(tài)場（磁擴散方程）二、集膚效應X>0區(qū)域是半無限大導體，內(nèi)部通有正弦變化的電流i，電流密度為Jy(x)ey,于是得：說明：J、E、H三個場量沿縱深方向（x軸）其振幅是按指數(shù)規(guī)律衰減的，其相位也是衰減的,表面處的場強最大,這就是集膚效應。透入深度d：場量衰減到表面值的1/e時的距離。透入深度d與材料性能與頻率有關(guān)。二、薄導電板中的渦流

工頻、音頻（30～3kHz）變壓器和交流電路的鐵心通常由相互絕緣的薄鋼片疊成，以減小渦流損耗。如圖所示，厚度a很?。?.5mm），a<<l、a<<h假定：1）E、H和J近似為x的函數(shù)。2）H=Hz(x,t)，E=Ey(x,t)、J=Jy(x,t)3）H=Hz(x,t)按正弦規(guī)律變化，是MQS場。根據(jù)渦流方程一般解：根據(jù)對稱性顯然設(shè)x=0時，B=B0,則：x=0時，B=B0,最小，表明渦流的去磁效應。x=±a/2時，Jy最大；x=0，Jy最小，呈現(xiàn)集膚效應。體積V中的平均損耗P上式表明：渦流損耗與頻率、厚度a、平均磁密B的平方成正比，并與材質(zhì)有關(guān)。應用：1）感應加熱2）金屬管道無損檢測（軸向裂紋）3）電度表二、鄰近效應相互靠近的導體，受到本身及其它導體的電磁場的作用，使其場的分布不均勻，這種現(xiàn)象叫做鄰近效應。鄰近效應中，導體間的對應面處場量相對較大。三、電磁屏蔽在工程實踐中，需要消除電磁場源的作用，這些裝置稱為電磁屏蔽。一般來說，是利用渦流的消磁作用來屏障的，因此也稱為渦流屏蔽。屏蔽的厚度