電磁兼容理論基礎(chǔ)

關(guān)于電磁兼容理論基礎(chǔ)1第1頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月22.1各種信號的頻譜分析2.1.1信號的分類信號分類多種多樣，從信號函數(shù)自變量和幅度的取值形式出發(fā)，基本上可以分為連續(xù)信號和離散信號兩大類。第2頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月連續(xù)時間信號如果信號隨時間連續(xù)變化，也就是在觀測過程的連續(xù)時間范圍內(nèi)信號函數(shù)有定義，則稱連續(xù)時間信號，用表示，如圖所示：第3頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月離散時間信號若信號函數(shù)僅在規(guī)定的離散時刻定義，則稱離散時間信號，用表示，是某特定時刻，右圖表示每相鄰兩個時刻的時間間隔相等的離散時間信號，離散信號的時間間隔也可以不相等。

第4頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月工程中遇見的信號就其變化規(guī)律的特性來劃分，可粗略歸結(jié)為確定信號和隨機(jī)信號兩類，這是根據(jù)信號能否用明確的數(shù)學(xué)函數(shù)關(guān)系描述進(jìn)行分類的。

第5頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月確定信號如果信號的未來值可以用某個函數(shù)準(zhǔn)確地描述，則這類時間信號稱為確定信號，如正弦信號，它可以用正弦函數(shù)描述，給定的某一時刻就可確定相應(yīng)的函數(shù)值，所以在相同條件下能夠準(zhǔn)確地重現(xiàn)。第6頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月隨機(jī)信號如果給定任一時刻，信號的值是隨機(jī)的，換句話說信號的未來值不能用精確的時間函數(shù)來描述，無法準(zhǔn)確地預(yù)測，在相同條件下也不能準(zhǔn)確地重現(xiàn)，則稱該信號為不確定信號或隨機(jī)信號。隨機(jī)信號幅度的取值在任一時刻是隨機(jī)的，所發(fā)生的物理過程是個隨機(jī)過程，人們可以用實(shí)函數(shù)表示其樣本函數(shù)的集合，如圖所示：第7頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月隨機(jī)信號第8頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月綜述

信號

確定信號隨機(jī)信號周期信號

非周期信號平穩(wěn)隨機(jī)信號非平穩(wěn)隨機(jī)信號簡諧周期信號復(fù)雜周期信號準(zhǔn)周期信號瞬變信號各態(tài)歷經(jīng)過程非各態(tài)歷經(jīng)過程一般非平穩(wěn)隨機(jī)過程瞬變隨機(jī)過程第9頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2信號的時域分析與頻域分析用不同的時間函數(shù)描述具有不同形式的信號波形稱為信號的時域分析。頻域分析是對信號在頻率域內(nèi)進(jìn)行分析，將分析的結(jié)果繪成以頻率為坐標(biāo)的各種物理量的譜線和曲線，可得到各種幅值譜、相位譜、功率譜和各種譜密度等。信號的時域分析與頻域分析既相互獨(dú)立又密切相關(guān)，可以通過傅立葉變換把它們聯(lián)系起來并互相轉(zhuǎn)換。第10頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月11信號頻譜正弦信號是使用最為廣泛的信號。從數(shù)學(xué)看，無論周期信號還是非周期信號，都可以借助傅立葉級數(shù)或傅立葉變換將其分解為“一系列”不同頻率的正弦信號的線性組合。對于周期性電磁騷擾信號，可以在時域進(jìn)行波形分析，確定其周期、峰值、上升（下降）沿時間等主要的表征參數(shù)。同時，也可以采用傅立葉級數(shù)進(jìn)行頻譜分析，得到其頻譜、頻帶寬度等特性。對于非周期性電磁干擾信號，可以在時域進(jìn)行波形分析，從而確定其上升（下降）沿時間、持續(xù)時間、峰值等主要的表征參數(shù)，也可以得到頻譜、頻帶寬度等特性。第11頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月12傅立葉變換與逆變換定義：f(t)在無限空間內(nèi)絕對可積。第12頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月13傅立葉變換以T為周期的函數(shù)，滿足狄里赫勒條件：在一個周期內(nèi)只有有限個不連續(xù)點(diǎn)；在一個周期內(nèi)只有有限個極大值點(diǎn)和極小值點(diǎn)；f(t)在一個周期絕對可積。第13頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月14第14頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月15第15頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月16在電氣工程領(lǐng)域，傅立葉級數(shù)如下：第16頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月17在電氣工程領(lǐng)域，傅立葉級數(shù)如下：第17頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月18傅立葉級數(shù)表明，任意一個周期信號都可以用它的直流分量、基波分量和各次諧波分量來表示，即這些頻率分量組成了該周期信號。頻譜—頻率特性。以角頻率為橫坐標(biāo)畫出的各個頻率分量的圖形稱為頻譜圖，其中，已各個頻率分量振幅（或有效值）畫出的頻譜圖稱為幅度頻譜。--幅頻特性。已各個頻率分量初相位畫出的頻譜圖稱為相位圖—相頻特性。第18頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月19第19頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月20第20頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月21第21頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月22第22頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月23第23頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月24第24頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月25頻譜密度周期信號：表明：周期信號可以分解為無限多個頻率為nω0

、復(fù)振幅為Fn

的復(fù)數(shù)分量的離散和，其頻譜是離散的。第25頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月26頻譜密度非周期信號：表明：非周期信號可以分解為無限多個頻率為ω復(fù)振幅為F(ω)dω/2π的指數(shù)分量ejωt

的連續(xù)和（積分），其頻率是連續(xù)的，用F(ω)

來描述非周期信號的頻譜特性。第26頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月27頻譜密度F(ω)是單位頻帶的復(fù)振幅，具有密度概念，故稱為頻譜密度函數(shù)。第27頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月第28頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月圖1閉合刀閘時域特性

閉合刀閘時域特性第29頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月閉合刀閘頻域特性

第30頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月某信號的時域波形第31頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月對應(yīng)的頻域波形第32頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月1.連續(xù)時間周期信號分析數(shù)學(xué)上已經(jīng)證明，具有周期T的周期信號在任意起始時刻起的一個周期內(nèi)滿足狄里赫利條件，就可以分解為傅立葉級數(shù)。此條件下任一周期信號可以用三角函數(shù)(正弦型函數(shù))的線性組合來表示，稱為三角形式的傅立葉級數(shù)展開，即第33頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月也可寫成下述形式：第34頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月上述周期信號展開成傅立葉級數(shù)的物理意義是十分明確的，它表明一個周期信號可分解成直流分量與一系列諧波分量之和?；蛘哒f周期信號可看作是由一個直流分量和一系列諧波分量疊加而成。第35頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

傅立葉級數(shù)展開式除用三角函數(shù)形式表示外，還可以用復(fù)指數(shù)形式表示。三角傅立葉級數(shù)和復(fù)指數(shù)傅立葉級數(shù)實(shí)質(zhì)上是同一級數(shù)的兩種表現(xiàn)形式，復(fù)指數(shù)形式的傅立葉級數(shù)表示式可得：第36頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月總之，上述兩種不同形式的傅立葉級數(shù)均表明，任意波形的周期信號都可以分解為由兩種基本連續(xù)時間信號，即正弦信號或復(fù)指數(shù)信號所組成。所以都屬于用時間函數(shù)表示的時域分析范疇。不同形狀的周期信號，只是組成的各個諧波的頻率、幅度和初相位有所不同而已。第37頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月2.連續(xù)時間非周期信號分析凡信號波形在區(qū)間不再重復(fù)出現(xiàn)，時間非周期信號。從數(shù)學(xué)上可認(rèn)為，它是周期趨于即信號函數(shù)不存在，則該信號稱為連續(xù)無限的周期信號。根據(jù)周期信號的傅立葉級數(shù)表示式為第38頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月可以得到非周期信號的傅立葉級數(shù)常用的傅立葉變換的性質(zhì)見下表：第39頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月第40頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月常用的傅立葉變換對

第41頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月第42頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月第43頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月3.離散時間周期信號(周期序列)分析

離散時間信號是一個在離散時刻取有限值的信號。它可以是客觀存在的信號，也可以是一個時間連續(xù)的模擬信號按一定時間間隔T逐點(diǎn)抽取其瞬時值。第44頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

一個連續(xù)時間周期信號是無限多個呈諧波關(guān)系的復(fù)指數(shù)信號的線性組合，即考慮到周期序列在滿足為有理數(shù)時，是連續(xù)周期信號在時間上的離散化，所以一個周期序列在時域也可以用復(fù)指數(shù)序列形式的傅立葉級數(shù)來表示，將t=nT代入上述第一式可得：第45頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月說明：

T為時域取樣間隔；

Ω=ωt為離散域頻率或稱其為數(shù)字頻率。

第46頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

在連續(xù)域傅立葉級數(shù)可表示為具有無限多個頻譜分量，而在離散域只含有有限個諧波分量，總共諧波數(shù)為由于

使上式求和的上下限僅有項(xiàng)，即上式即離散傅立葉級數(shù)。

第47頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月4.離散時間非周期信號(非周期序列)分析

離散時間傅立葉變換就是離散時間信號從時域變換到頻域和從頻域變換到時域的一對線性變換。由于在時間上是連續(xù)的，因此它的頻譜變化規(guī)律如前面所討論的，時域取樣信號是以取樣頻率為周期的周期連續(xù)頻譜，即第48頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

與

構(gòu)成離散時間非周期傅立葉變換對。第49頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月2.1.3傅立葉變換的應(yīng)用根據(jù)以上分析可以清楚地認(rèn)識到，傅立葉變換是信號分析和處理中將信號由時間域轉(zhuǎn)換到頻率域而進(jìn)行頻譜分析的基本數(shù)學(xué)工具。運(yùn)用傅立葉反變換，可將信號由頻域的頻率函數(shù)變換成時間域的時間函數(shù)。因此傅立葉正反變換給出了信號特性的時間域和頻率域的對應(yīng)關(guān)系?，F(xiàn)舉例說明傅立葉變換在信號分析和電磁兼容工程中的應(yīng)用。第50頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月例非周期信號矩形波為

0，其余應(yīng)用傅立葉變換分析其頻譜函數(shù)。

第51頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

通常

的頻譜函數(shù)可直接應(yīng)用傅立葉變換公式計(jì)算。根據(jù)傅立葉變換性質(zhì)的線性特性和時頻展縮特性來獲得的頻譜函數(shù)。其頻譜函數(shù)為：頻譜曲線如下圖所示

第52頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月基于Matlab的快速傅立葉變換（FFT）figure(1);plot(a(:,1),a(:,2));figure(2);ts=1.00e-5;fmax=1/tsN=length(a(:,1));fs=fmax/N;fs=0:fs:(N-1)*fsAf=abs(fft(a(:,2)));plot(fs(1:N/2),abs(Af(1:N/2)/N*2));semilogx(fs(1:N/2),abs(Af(1:N/2)/N*2));gridon;第53頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2路的概念--電路與磁路2.2.1電路電路是由若干電氣器件或設(shè)備，按一定的方式和規(guī)律組成的總體，它構(gòu)成電流的通路。隨著電流的流通，電路實(shí)現(xiàn)了電能的傳輸、分配和轉(zhuǎn)換；或者實(shí)現(xiàn)各種電信號的傳遞、處理和測量。電路的基本組成為4部分：電源、負(fù)載、連接導(dǎo)線和開關(guān)。第54頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

在對電路進(jìn)行分析時，往往在一定條件下，對實(shí)際電氣器件加以理想化，略去其次要性質(zhì)，用一個足以表征實(shí)際器件主要性質(zhì)的理想元件來表示。理想元件就是可精確定義并能表征實(shí)際器件的主要電磁性質(zhì)的一種理想化元件。

第55頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月理想電源

實(shí)際電路中，電源向各種用電設(shè)備提供能量。實(shí)際電源種類繁多，但在一定條件下構(gòu)成電路模型時，電源通常有理想電壓源和理想電流源兩種，它們均屬有源二端理想元件。第56頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月理想電壓源理想電壓源無論外部電壓如何，其端電壓總能保持定值或一定的時間函數(shù)。理想電壓源的端電壓與通過它自身的電流大小無關(guān)，其電壓總保持定值或?yàn)槟辰o定的時間的函數(shù)。第57頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月理想電壓源

第58頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月理想電流源理想電流源無論外部電路如何，其輸出電流總保持定值或一定的時間函數(shù)。理想電流源的輸出電流與其兩端電壓大小無關(guān)，其電流總保持定值或?yàn)槟辰o定的時間函數(shù)。第59頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月理想電流源第60頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月電阻元件

電阻元件是從對電流呈現(xiàn)阻力而且消耗電能的實(shí)際電氣器件中抽象出來的理想化元件。任何兩端元件，如果在任何時刻，其兩端電壓和通過元件的電流之間的關(guān)系可以在伏安特性平面上用曲線表示，則稱為電阻元件。第61頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月電感元件

電感元件是實(shí)際電感器的理想化元件，它體現(xiàn)了元件儲存磁場能量的性質(zhì)。任意兩端元件，如果在任意時刻，其電流和由它產(chǎn)生的磁鏈之間的關(guān)系可以在平面上用曲線來表示，則稱其為電感元件。第62頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月電感元件

其值為自感磁鏈與電流之比，即

電感元件上任意時刻的電壓與電流有下列關(guān)系：

這就是電感元件的特性方程。第63頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月電容元件

電容元件是實(shí)際電容器的理想化元件，它體現(xiàn)了元件儲存電場能量的性質(zhì)。任意兩端元件，如果在任意時刻，其極板上的電荷和元件兩端的電壓之間的關(guān)系可以在平面上用曲線來表示，則稱其為電容元件。第64頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月電容元件

對于線性電容元件，其電容值C為一正實(shí)常數(shù)。其值為電容任一極板上積累的電荷量與其上的電壓的比值，即。電容元件的特性方程為

從特性方程可知，在某一時刻電容器的電流取決該時刻電容器兩端電壓的變化率。第65頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月66元件的非理想特性在傳導(dǎo)耦合分析中，一個重要的工作就是傳導(dǎo)電路的建模，此時，必須考慮實(shí)際電路各個元件的非理想特性。例如：導(dǎo)線、電路板印制線、元件引線、電阻元件、電容元件、電感元件、鐵氧體扼流圈、磁環(huán)等元器件。第66頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月67導(dǎo)線是實(shí)際電路中的一類重要元件，導(dǎo)線的非理想性主要體現(xiàn)在導(dǎo)線的電阻和電感效應(yīng)方面。當(dāng)信號頻率較高時，導(dǎo)線的電感效應(yīng)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其電阻效應(yīng)。在直流情況下，導(dǎo)線中的電流均勻分布在橫街面上。圓形導(dǎo)線的單位長直流電阻為：第67頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月68隨頻率的升高，集膚效應(yīng)將導(dǎo)致導(dǎo)線截面上的電流向?qū)Ь€邊緣分布，集膚深度為：信號頻率越高，集膚深度越小。當(dāng)集膚深度遠(yuǎn)小于導(dǎo)線半徑時，電流將主要分布在具有集膚深度的導(dǎo)體表面附近的帶狀區(qū)域。此時導(dǎo)線只利用了其很薄的一部分金屬。第68頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月69第69頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月70對于具有半徑相等和間距恒定的平行導(dǎo)線，當(dāng)導(dǎo)線的間距大于五倍及以上導(dǎo)線半徑時，導(dǎo)線之間的鄰近效應(yīng)可以忽略不計(jì)。此時，導(dǎo)線單位長電感為：第70頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月71第71頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月72第72頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月73第73頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2.2磁路

磁通(磁力線)所通過的閉合路徑稱為磁路。線圈中通以電流就會產(chǎn)生磁場，磁力線將分布在線圈周圍的整個空間。如下圖：第74頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

如果我們把線圈繞在鐵芯上如下圖所示，則由于鐵磁物質(zhì)的優(yōu)良導(dǎo)磁性能，電流所產(chǎn)生的磁力線基本上都局限在鐵芯內(nèi)。不僅如此，在同樣大小的電流作用下，有鐵芯時磁通將大大增加。也就是說，用較小的電流可以產(chǎn)生較大的磁通。這就是在電磁器件中采用鐵芯的原因。第75頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月76第76頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月磁路中的基本單位

在磁場中畫一些曲線，使這些曲線上任何一點(diǎn)的切線都在該點(diǎn)的磁場方向上，這些曲線就稱為磁通。磁場的強(qiáng)弱和方向可用灑鐵屑的方法以磁力線的形式表示出來。磁通(磁力線)的單位在國際單位制中為韋伯，簡稱韋，單位符號Wb。第77頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

除了用磁通外，我們還要用到磁通密度這一物理量，它是在與磁場相垂直的單位面積內(nèi)的磁通，在均勻磁場中式中就是與磁場相垂直的面積S中所有的磁通。磁通密度是表示磁路中某一點(diǎn)的磁場性質(zhì)的。在國際單位制中，磁通密度B的單位為特斯拉(Tesla)，簡稱特，單位符號T。特斯拉即韋/米2。磁通密度第78頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

磁場是由電流產(chǎn)生的。在磁路中，電流越大，線圈匝數(shù)越多，產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度越強(qiáng)。即取決于電流與線圈匝數(shù)的乘積。這一乘積叫做磁動勢或磁通勢。以F表示，即

磁動勢是磁路中產(chǎn)生磁通的“推動力”。磁動勢的國際制單位為安(A)。磁動勢第79頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

磁場的強(qiáng)弱用磁場強(qiáng)度H表示。對于粗細(xì)均勻的磁路來說，若磁路的平均長度(即磁路中心線的長度)為l，則即，磁場強(qiáng)度是磁力線路徑每單位長度的磁動勢。在國際單位制中H的單位是安/米()磁場強(qiáng)度第80頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

磁導(dǎo)率與磁場強(qiáng)度的乘積稱為磁感應(yīng)強(qiáng)度B，即在相同的磁場強(qiáng)度的情況下，物質(zhì)的磁導(dǎo)率越高，整體的磁場效應(yīng)將越強(qiáng)，由前述可知，磁場強(qiáng)度H是正比于電流I的，因此，磁感應(yīng)強(qiáng)度(磁通密度)B既體現(xiàn)勵磁電流大小，又體現(xiàn)磁性材料性質(zhì)的一個反映整體磁場強(qiáng)弱的物理量。

磁感應(yīng)強(qiáng)度第81頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月磁路的基本定律

(1)

磁路的歐姆定律

磁動勢是磁路中產(chǎn)生磁通的根源。當(dāng)磁路中有磁動勢存在時，便有磁通通過，其大小為

當(dāng)磁通通過由某種磁性材料組成的磁路時，將受到該材料對磁通的阻礙作用。如用磁阻

來表示這一阻礙，上式可以寫成第82頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月安培環(huán)路定律如圖：第83頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月磁路里的磁通經(jīng)過變換可以寫成

第84頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

稱為安培環(huán)路定理。式中H1l1

，H2l2和H3l3稱為磁路各段的磁壓降。上式說明，磁路中任一個閉合路徑上的磁壓降的代數(shù)和等于總磁動勢。此式與電路中的基爾霍夫電壓定律相似，故又稱為磁路的基爾霍夫定律。第85頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月2.3場的概念--電磁場原理當(dāng)電荷和電流隨時間變化時，在周圍空間會發(fā)現(xiàn)變化的電場和磁場，并且電場和磁場間存在著不可分割的聯(lián)系，形成統(tǒng)一的電磁場。在靜電場中，電場是由電荷引起的，這個電場是符合守恒性的。但是，在時變場中，當(dāng)場量隨時間變化時，不僅電荷產(chǎn)生電場，而且磁場的變化也會產(chǎn)生電場。后者便是普通物理學(xué)中已經(jīng)討論過的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。第86頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

按照法拉第電磁感應(yīng)定律，設(shè)有導(dǎo)線構(gòu)成的閉合回路l，當(dāng)穿過以這個回路為周界的曲面的磁通隨時間變化時，在回路中將引起感應(yīng)電動勢

如圖所示：第87頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

當(dāng)回路運(yùn)動時，還應(yīng)加上回路切割磁場產(chǎn)生的電動勢則回路中的總感應(yīng)電動勢為

第88頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

通過上式可見，出現(xiàn)感應(yīng)電動勢是時變電磁場本身屬性的一種表現(xiàn)，它的大小與回路l的導(dǎo)電性能無關(guān)。又因?qū)﹂]合回路而言，其感應(yīng)電動勢等于感應(yīng)電場沿回路的線積分。故得

上式說明，時變電磁場的電場強(qiáng)度不符合守恒性，因?yàn)槌穗姾梢鸬碾妶鐾膺€有電磁感應(yīng)引起的電場，而后者是不符合守恒性的?？梢姡瑫r變電磁場的電場是和其磁場的變化密切聯(lián)系的。

第89頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月在時變場情況下的電流連續(xù)性原理，要由更為普遍的規(guī)律——電荷守恒定律導(dǎo)出。第90頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

這里表示電流密度，項(xiàng)具有電流密度的量綱，并和處于相同的地位，稱為位移電流密度。以表之，則

稱為全電流密度。上式表示由任何閉合曲面流出的全電流恒等于零，也叫全電流連續(xù)性原理。將恒定磁場中安培環(huán)路定律表達(dá)式的右方換成全電流。第91頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

該式稱為時變電磁場的安培環(huán)路定律，又叫全電流定律。它說明不但傳導(dǎo)電流引起磁場，位移電流(即電場的變化)也引起磁場。時變電磁場的磁場，是與電場的變化密切聯(lián)系的。

第92頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

麥克斯韋通過時變電磁場的基本方程，即安培環(huán)路定律：

法拉第定律：

高斯定律：

高斯定律：

第93頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

將它們化為對應(yīng)的微分形式，并加上考慮媒介電磁性能的方程，便得到

全電流定律：

電磁感應(yīng)定律：電通量定律：

磁通量定律：

第94頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

7個公式，全面表達(dá)了時變電磁場的基本規(guī)律，稱為電磁場的完整方程組，也叫麥克斯韋方程組。

第95頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月96第96頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月97第97頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月98第98頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月99第99頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月100第100頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月101第101頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月102第102頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月103第103頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月104第104頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月105電磁波TEM、TE、TM波在自由空間傳播的均勻平面電磁波（空間中沒有自由電荷，沒有傳導(dǎo)電流），電場和磁場都沒有和波傳播方向平行的分量，都和傳播方向垂直。此時，電矢量E，磁矢量H和傳播方向k兩兩垂直。在這種情況下，才可以說電磁波是橫波。沿一定途徑（比如說波導(dǎo)）傳播的電磁波為導(dǎo)行電磁波。根據(jù)麥克斯韋方程，導(dǎo)行電磁波在傳播方向上一般是有E和H分量的。TE波，TM波，TEM波是屬于電磁波的三種模式。TE波指電矢量與傳播方向垂直，或者說傳播方向上沒有電矢量。TM波是指磁矢量與傳播方向垂直。TEM波指電矢量于磁矢量都與傳播方向垂直。第105頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

2.4.1電磁干擾場強(qiáng)的基本單位

高頻、微波電磁干擾場強(qiáng)有3種基本單位：電場強(qiáng)度V/m、磁場強(qiáng)度A/m和功率通量密度W/m2。在一般情況下，V/m、A/m和mV/cm之間不能相互換算。只有在被測場為平面波情況下，三者間才能相互換算。否則，只能“等效換算”。2.4電磁兼容的單位及換算第106頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

場強(qiáng)儀測得的功率通量密度值是矢量模的時間平均值，即代表電磁場的強(qiáng)度。它的單位W/m2和電場強(qiáng)度單位V/m、磁場強(qiáng)度單位A/m同為電磁干擾場強(qiáng)的基本單位。它們的地位是等同的。第107頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月2.4.2電磁干擾場強(qiáng)的分貝制單位

在電磁干擾場強(qiáng)的測試中，往往會遇到量值相差非常懸殊(甚至達(dá)千百萬倍的信號)。為了便于表達(dá)、敘述和運(yùn)算(變乘除為加減)，常采用對數(shù)單位——分貝(dB)。分貝表示兩個參量的倍率關(guān)系，通常用來表示變化范圍很大的數(shù)值關(guān)系。

兩個功率電平比值的分貝(dB)為：

其中，P1為某一功率電平；P2為比較的基準(zhǔn)功率電平。

第108頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

上式中以P2=1μw作為參考基準(zhǔn)功率，P1

的分貝值就用dBμ表示，稱為微瓦貝。dBW、dBm、dBμ和W的換算關(guān)系表示為

P2

還可以nW和pW作為參考基準(zhǔn)功率，分別用dBn(納瓦分貝)和dBp(皮瓦分貝)表示。

第109頁，課件共124頁，創(chuàng)