第一篇:电磁现象与规律总结
一·电荷和电荷守恒定律 ⑴自然界的两种电荷
⑵元电荷e=1.6*10-19
c
⑶三种使物体带电的方法:
接触起电,摩擦起电,感应起电(都是电荷在同一物体的不同部分之间或不同物体之间的转移,电荷的总量是不变的)
⑷电荷守恒定律 二·库仑定律
带电体可以看成点电荷的条件:如果物体间距离比它们自身线度的大小大得多,以至带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计,这样的带电体可以看成点电荷。⑴库仑定律的内容
⑵表达式:F=kQ2922
1Q2/r,k=9*10Nm/e
⑶库仑定律的成立条件:真空中静止的点电荷 三·电场,电场力,电场强度及电场线
⑴电场,存在于电荷周围的特殊物质。实物和场是物质存在的两种方式。
⑵电场强度的定义。表达式E=F/q。电场强度的单位是N/C。电场强度的大小与放入电场中的电荷无关,只有电场本身确定。
⑶电场强度方向的规定:电场中某点的电场强度的方向跟正电荷在该点所受电场力方向相同,与负电荷在该点受到的电场力方向相反。⑷电场线的特点:
① 电场线从正电荷或无穷远出发,终止于无限远或负电荷; ② 电场线在电场中不会相交;
③ 电场越强的地方,电场线越密,因此电场线不仅形象表示电场方向,还能大致表示电场强度的相对大小。
⑸无论是静止电荷或者是运动电荷,在电场中一定受到电场力的作用。四·磁场及磁感线
⑴磁场,磁体和电流周围都存在磁场。⑵磁场方向。
⑶磁感线:曲线上任何一点的切线方向都跟这一点的磁场方向相同(且磁感线互不交叉),这些
曲线叫磁感线。磁感线是闭合曲线。规定小磁针的北极所指的方向为磁感线的方向。磁铁周围的磁感线都是从N极出来进入S极,在磁体内部磁感线从S极到N极。
⑷磁感线的特点:a,磁感线是假想的线b,两条磁感线不会相交c,磁感线一定是闭合的 五·地磁场
⑴磁偏角:地磁北极在地理南极附近,小磁针并不准确指南或指北,其间有一个交角,叫磁偏
角。科学家发现,磁偏角在缓慢变化。
⑵地磁场方向:赤道上方地磁场方向水平向北。六·电流的磁场及安培定则
⑴电流的磁效应的发现:1820丹麦奥斯特 ⑵安培定则:通电直导线,通电圆环,通电螺线管 七·磁感应强度及磁通量
⑴磁感应强度的定义:B=F/IL(通电导线与磁场方向垂直)。单位:特 ⑵磁感应强度的方向:磁场的方向
⑶磁通量:穿过一个闭合回路的磁感线的条数。八·安培力的大小及左手定则
⑴安培力:通电导线在磁场中受到的作用力。
⑵安培力公式F=BIL,方向垂直时,F(max)=BIL;方向相交时,F=IBL*sinθ
方向平行时,F(min)=0;
⑶左手定则:
伸开左手,使拇指跟其余的四指垂直,且与手掌都在同一平面内,让磁感线穿入手心,并使四指指向电流方向,这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。九·洛伦兹力的方向
⑴洛伦兹力:磁场对运动电荷的作用力。⑵安培力是洛伦兹力的宏观表现。⑶左手定则判定洛伦兹力的方向:
伸开左手,使拇指跟其余的四指垂直,且与手掌都在同一平面内,让磁感线穿入手心,并使四指指向正电荷运动的方向,这时拇指所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向。负电荷的受力方向(阴极射线管中电子束的运动方向)与正电荷的受力方向相反。
十·电磁感应现象及其应用
⑴1831年英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象
⑵电磁感应现象:利用磁场产生电流的现象叫电磁感应现象。由电磁感应产生的电流叫感应电流。⑶产生感应电流的条件:穿过闭合回路的磁通量发生变化。十一·电磁感应定律
⑴感应电动势:电磁感应现象中产生的电动势 ⑵电磁感应定律的内容
⑶公式:E=△φ/△t(单线圈);E=n*(△φ/△t)(n匝线圈)十二·静电的利用与防止
⑴静电利用原理:带电粒子受到电场力的作用,会向电极运动,最后被吸附在电极上。带正电
荷的粒子在电场力作用下会向负极运动,带负电的粒子则向正极运动。
实例:静电除尘,静电喷涂,静电复印,静电植绒,避雷针等。
⑵静电危害:放电火花可能引起易燃物的爆炸。人体静电在与金属等导体接触时放电会使人有
刺痛感。
⑶静电防止的方法:及时把静电导走。如给空气加湿(空气是绝缘体,不能导电,但空气加湿
后,导电率随之提高,把物体上带的静电导走以防止静电的影响甚至危害),地毯中加入导电金属丝
十三·电磁波
⑴麦克斯韦预言电磁波的存在,而赫兹证实了电磁波的存在。
⑵麦克斯韦电磁场理论,变化的磁场产生电场,变化的电场产生了磁场。
⑶电磁波的特点:电磁波可以在真空中传播,其速度等于光速,且与频率无关;电磁波本身是一种物质,电磁波具有能量。⑷不同的电磁波具有不同的频率,因此具有不同的特点: ① 红外线具有热效应,应用有:夜视仪,红外摄影,红外线遥感; ② 无线电波适用于通信和广播,微波炉中使用的微波也是一种无线电波; ③ 可见光能引起视觉,不同颜色的光是频率范围不同的电磁波; ④ 紫外线具有较高能量,能灭菌消毒;具有荧光效应,能激发许多物质发光; ⑤ χ射线,г射线穿透能力强,能透视人体或治疗某些癌症,检查和探测金属部件内部有无缺陷。十四·发电机,电动机(电机是发电机和电动机的总称)⑴发电机:将其他形式的能量转化为电能。有直流和交流发电机之分。发电机工作原理:电磁感应,当转子转动时,线圈中的磁通量发生变化,从而在线圈中产生感应电流。⑵电动机:将电能转化为机械能。也有交流和直流电动机之分 电动机工作原理:通电导线在磁场中受到磁场力的作用(安培力)。十五·常见传感器及其应用 ㈠传感器:能将温度,力,声,光等非电学量转化为电学量的元件。㈡常见传感器: ⑴温度传感器:①双金属片温度传感器原理:不同材料热膨胀系数不同②热敏电阻温度传感器原理:热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。⑵光传感器:光敏电阻:当油光照射时,光敏电阻的阻值减小。⑶压力传感器:电容器电容随极板间距的变化而变化(距离减小电容增大)。十六·电磁波技术应用: ⑴电磁波的产生:电磁波是变化的电场和磁场相互激发,使能量由近及远地向外传播而形成的。⑵电磁波最重要,最广泛的应用是用来进行信息传递。⑶电磁波的主要技术应用有:①无线电广播——通过收音机接收音频信号;②电视——通过电视机接收的视频和音频信号; ③雷达——通过接收反射回来的电磁波讯号导航或探测;④移动通讯——对讲机,手机,移动电台··· 十七·电磁危害 过量的电磁辐射对人类,自然界有害,有的会造成电磁污染,如广播电视系统发射天线,通信设备,高压输变电系统等。在飞机上用手机会干扰飞机通信系统;带有心脏起搏器的人使用手机会导致起搏器工作异常,这也是电磁辐射的危害。电能是重要能源,但电能的获得主要是通过火力发电,会造成环境污染,生态破坏。电池中含有铅,汞,铬,锰等重金属,如处理不当,会污染土壤和水。十八·我们身边的家用电器 ⑴家电发展的总体趋势是逐步实现智能化,数字化和网络化。家电的智能化往往要使用传感器把非电信号转化为电信号,从而控制电路。⑵按成像原理的不同,电视机显示器可分为阴极射线管显示器,液晶显示器,等离子显示器等几种。
⑶说明书是选购,安装,安全使用和维护家电的依据。
十九·常见家用电器的原理
⑴家用电器一般包含控制部分,工作部分以及安全部分。⑵微波炉是一种使用微波加热食物的家电。磁控管是微波炉实现加热的主要元件,为了有助于食物的加热,炉腔是用金属导体制造的,可以反射微波;而微波炉烹调器皿用绝缘体制造,可以让微波穿透。⑶电磁灶是利用电磁感应原理制成的。它在灶内通过交变电流产生交变磁场,使放在灶台
上的铁锅或不锈钢锅体内产生感应电流而发热。
⑷磁带录音机要实现录音或放音功能,都需要利用磁头,在录音时,它能产生随音频电流变化的磁场;在放音时,它的线圈能产生随磁信号变化的感应电流——音频电流。
二十·家用电器的选择 ⑴我国居民用电的额定电压是220V,频率是50Hz。电力公司以1KW·H的耗电量为基数来
计算电费。
⑵选购家电,首先考虑的因素是产品的功能,还应考虑家庭人口和实际需要,不要片面追
求大型化。使用家电时,应提高环保意识,注意节约用电。⑶电能和电功的主要单位“焦耳”(1J=1V·A·s),电量在生活中的常用单位是“度”,也
叫千瓦时,且有1度=1千瓦时=3.6*106
焦耳。二十一·家用电器的基本元件
⑴电阻器对电流有阻碍作用,可以通过阻值的大小控制电路中的电压或电流的大小。
⑵电容器由相互靠近而又彼此绝缘的两个导体组成。它能储存电能于内部的电场中。电容器可以阻断直流电,而让交流电通过。交流电的频率越高,电流的通过能力越强。⑶电感器是由导线绕成的各种形状的线圈。它能储存电能于内部的磁场中。电感器会阻碍交流电,而让直流电通过。交流电的频率越高,电流的通过能力越弱。⑷电容器和电感器是实现滤波功能所需要的元件。二十二·家用电器故障与安全用电
⑴家电故障的初步判断:①观察现象,查看症结所在;②查阅说 明书;③用好的零件替换坏的零件。⑵家庭电路与安全用电:①家庭电路有零线,火线和地线三条线;②家电一般是并联连接的;③家庭耗电量由电能表测量;④家庭电路应该先连接电能表,再连接漏电保护开关,最后接用电器。⑶安全用电的注意事项:①应注意电能表和电线所用的家电匹配;②电源插头与插座匹配,最好使用固定插座。
⑷使用三脚插头的电器,发生漏电事故时,通过地线把短路电流导向大地,保证使用者的安全。
二十三·内容补充
⑴远距离输电都采用高压输电,其优点在于减小输电电流和减少输电线上的能量损耗。⑵全球可持续发展五大要点:环境保护;清洁水源;绿色贸易;能源开发;发展援助。⑶带电体具有吸附轻小物体的特性。光波也是一种电磁波。
第二篇:高二物理教案电磁感应-电磁感性现象2
第一节 电磁感应现象(2)
教学目的:
1、启发学生观察实验现象,从中分析归纳通过磁场产生电流的条确件,理解电磁感应现象本质。
2、培养学生运用所学知识,独立分析问题的能力。
3、启发学生观察实验现象从中分析感应电流的方向与磁场方向和导线运动方向有关;掌握右手定则
教学重点:感应电流的产生条件的得出。教学难点:正确理解感应电流的产生条件。教学关键:实验演示。
教学仪器:电池组,电键,导线,大磁针,矩形线圈,碲形磁铁,条形磁铁,原副线圈,演示用电流表等。
教学过程: 新课引入:
演示实验:奥斯特实验
提问引导:(1)这个实验说明了什么?
(2)这个实验架起了一座连通电和磁的桥梁,此后人们对电能生磁已深信不疑,但沿相反方向能否走通呢?即磁能否生电呢?
引入新课:我们这节课就来研究这个问题——电磁感应现象 新课教学:
1、引言:在磁可否生电这个问题上,英国物理学家法拉第坚信,电与磁决不孤立,有着密切的联系。为此,他做了许多实验,把导线放在各种磁场中想得到电流需要一定的条件,他以坚韧不拔的意志历时10年,终于找到了这个条件,从而开辟了物理学又一崭新天地。
2、产生感应电流的条件:
演示实验:书图4-1实验(导体在磁场中运动)
观察提问:A、研究对象:由导体AB,电流表构成的闭合回路,磁场提供:蹄形磁铁。
B、AB做切割磁感线运动,可见电流表指针偏转,结 论:回路中有电流,这种现象称为电磁感应现象,产生 的电流叫感应电流。
现象分析:如图1导体不切割磁力线时,电路中没有电流;而
切割磁力线时闭合电路中有电流。回忆磁通量定义Φ=BS(师生讨论)对闭合回路而言,所处磁场B未变,仅因为AB的运动使回路在磁场中部分面积变了,使穿过回路的磁通变化,故回路中产生了感应电流。
设 问:那么在其它情况下是否也因为磁通变化而产生感应电流呢?
演示实验:书图4-2实验(条形磁铁插入线圈)
观察提问:A,研究对象:由线圈,电流表构成的闭合回路。
磁场提供:条形磁铁。
B,条形磁铁插入或取出时,可见电流表的指针偏转。结 论:有感应电流
C,磁铁与线圈相对静止时,可见电流表指针不偏转。结 论:无感应电流 现象分析:如图2(师生讨论)对线圈回路,当线圈与磁铁有沿轴线的相 对运动时,所处磁场B因磁铁的远离和靠近而变化,而
S未变,故穿过线圈的磁通变化,产生感应电流,而当磁 铁不动时,线圈处B,S不变,故无感应电流。
演示实验:书图4-3实验(原副线圈)
观察提问:A、研究对象:线圈B和电流表构成的闭合
回路
磁场提供:通电线圈A B、移动变阻器滑片(或通断开关)可见,电流表指针偏转。
结 论:有感应电流,当A中电流稳定时,电流表指针不偏转 结 论:无感应电流。
现象分析:对线圈B,滑片移动或开关通断,引起A 中电流变,则磁场变,穿过B的磁通变,故B中产生感应电流。当A中电流稳定时,磁场不变,磁通不变则B中无感应电流
综上所述:不同的实验,其共同处在于:产生感应电流的前提均为穿过闭合回路的磁通量的变化,只不过引起磁通量变化的原因各不相同。
3,感应电流的方向
重做实验:如图4-1所示
① 改变导体的运动方向
现 象:电流计指针的偏转方向不同
表 明:感应电流的方向与导体切割磁力线运动方向的
有关
② 改变磁场方向
现 象:电流计指针的偏转方向不同 表 明:感应电流的方向与磁场方向有关
总 结:感应电流的方向跟导体运动的方向和磁感线的方向都有关系。它们三者之间满足————右手定则:
伸开右手,使大拇指跟其余四个手指垂直,并且都跟手掌在一个平面内,把右手放入磁场中,让磁力线垂直穿入手心,大拇指指向导体运动方向,那么其余四指所指的方向就是感应电流的方向
说 明:(1)右手定则的适用范围
(2)在感应电流方向、磁场方向、导体运动方向中
已知任意两个的方向可以判断第三个的方向
课堂练习:《高二物理》P89(1)~(3)(4)~(5)作
业:《基础训练》第一节
附板书设计
一.电磁感应现象
二.产生感应电流的条件: 1.对闭合回路
2.穿过回路的磁通量发生变化 三.感应电流的方向
第二节感应电动势
教学目的:知道决定感应电动势大小的因素;会计算导线切割磁感线时,在L、B、V互相垂直的情况下感应电动势的大小。
教学仪器:大型示教万用电表、圆柱形空心线圈、条形磁铁、蹄形磁铁、自制矩形线圈、木架等 教学过程:
复习提问:1:要使闭合电路中有电流必须具备什么条件?
(引导学生回答:这个电路中必须有电源,因为电流是由电源的电动势引起的)2:如果电路不是闭合的,电路中没有电流,电源的电动势是否还存在呢?
(引导学生回答:电动势反映了电源提供电能本领的物理量,电路不闭合电源电动势依然存在)
引入新课:在电磁感应现象里,既然闭合电路里有感应电流,那么这个电路中也必定有电动势,在电磁感应现象里产生的电动势叫做感受应电动势,产生感应电动势的那部分导体就相当于电源。
1:引导学生找出图4-
1、图4-2和图4-3中相当于电源的那部分导体?
2:在电磁感应现象里,如果电路是闭合的,电路中就有感应电流,感应电流的强弱决定于感应电动势的大小和电路的电阻。如果电路是断开的,电路中就没有感应电流,但感应电动势仍然存在。那么感应电动势的大小跟哪些因素有关呢?今天我们就来研究这个问题。板书课题:感应电动势 讲授新课:
演示实验:P88图4-2所示:
磁铁相对于线圈运动得越快—电流计指针偏转角度越大---感应电流越大---表明感应电动势越大。
分 析:磁铁相对于线圈运动得越快,即穿过线圈的磁能通量变化越快---表明:感应电动势的大小与穿过闭合电路的磁通量变化快慢有关。
演示实验:P87图4-1所示:
导体切割磁感线的速度越大—电流计指针偏转角度越大—感应电流越大---表明感应电动势越大。
分 析:导体切割磁感线的速度越大,即穿过线圈的磁通量变化越快---表明:感应电动势的大小与穿过闭合电路的磁通量变化快慢有关。
小 结:感应电动势的大小跟穿过闭合电路的磁通量改变快慢有关系
理论和实践表明:长度为L的导体,以速度υ在磁感应强度为B的匀强磁场中做切割磁感线运动时,(如图4-10所示)在B、L、υ互相垂直的情况下,导体中产生的感应电动势的大小为
ε=BLυ„„„„„„„„①
即:导体在匀强磁场中做切割磁感线运动时,导体里产生的感应电动势的大小,跟磁感强度、导体的长度、导体运动的速度成正比.说明:(1)①式中各量的单位;
(2)①式的适用范围。
例题分析:
(一)在图4-11中,设匀强磁场的磁感应强度B为 0.10T,切割磁感线的导线的长度L为40cm,线框向左匀速运动 的速度υ为5.0m/s,整个线框的电阻为0.5欧,试求(1)感应电动 势的大小;(2)感应电流的大小;(3)感应电流的方向
(二)P94(1)(2)(5)作 业: P94(3)(4)
第三节
自感
教学目的:1,引导学生从事物的共性中发掘新的个性---从发生电磁感应现象的条件和有关电磁感应的规律,提出自感现象,并推出关于自感的规律。2,了解自感现象在实际中的意义 3,使学生了解日光灯的工作原理
教 具:1,演示自感现象的示教板(有铁心的大线圈、滑线变阻器、小灯泡、电池组、电键)
2,演示日光灯原理的示教板(日光灯、镇流器、起动器、开关)
教学过程:
一、自感现象: 1,提出问题:
发生电磁感应现象、产生感应电动势的条件是什么?怎样得到这种条件?如果通过线圈本身的电流有变化,使它里面的磁通量改变,能不能产生电动势? 2,演示实验:
(1)用图1电路作演示实验。
A1和A2是规格相同的两个灯泡.合上开关K,调节R1,使A1和A2亮度相同,再调节R2,使A1和A2正常发 光,然后打开K再合上开关K的瞬间,问同学们看到了 什么?(实验要反复几次)
可以观察到:A1比A2亮得多.(2)用图2电路作演示实验.合上开关K,调节R使A正常发光.打开K的瞬间,问同 学们看到了什么?(实验要反复几次)可以观察到:A在熄灭前闪亮一下.分析讨论: 实验(1)和实验(2)中的两种现象:P97(重点)小 结: 当导体中的电流发生变化时,导体本身就产生感应电
动势,这个电动势总是阻碍导体中原来电流的变化.像这种由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象叫做自感现象,在自感现象中产生的感应电动势,叫做自感电动势.注 意: 对“阻碍”的理解
二、自感系数:
提出问题:感应电动势的大小与什么因素有关?
(感应电动势大小与穿过闭合电路的磁通量变化快慢有关)
指 出:自感电动势的大小与其他感应电动势一样跟穿过线圈的磁通量变化的快慢有关系,线圈的磁场是由电流产生的,所以穿过线圈的磁通量变化的快慢跟电流变化快慢有关系。
对同一个线圈:电流变化越快,穿过线圈的磁通量变化也就越快,线圈中产生的自感电动势就越大
即: ε∝△I/△t 对不同的线圈:电流变化快慢相同的情况下,产生的自感电动势是不相同的
即: ε与线圈本身的特性有关——用自感系数L来表示线圈的这种特性.说明(1)自感系数简称自感或是电感.跟线圈的形状,长短,匝数等因素有关---线圈越粗,越长,匝数越密,它的自感系数就越大,另外有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时大得多.(2)自感系数的单位:亨利 简称亨(H)---如果通电线圈的电流在1秒内改变1安时产生的自感电动势是1伏,这个线圈的自感系数就是1亨
-3-31mH=10H 1μH=10Mh
三、自感现象的应用---日光灯的工作原理P99 作业:《基础训练》
第三篇:电磁兼容知识点总结
填空题
1、电磁干扰的危害主要体现在两个方面:a.电气、电子设备的相互影响;b.电磁污染对人体的影响
2、电磁兼容设计方法: a.问题解决法。问题解决法是先研制设备,然后针对调试中出现的电磁干扰的问题,采用各种电磁干扰抑制技术加以解决。
b.规范法。规范法是按颁布的电磁兼容性标准和规范进行设备或系统的设计制造。
c.系统法。系统法是利用计算机软件对某一特定系统的设计方案进行电磁兼容性分析和预测。
3、电磁干扰的三要素
1、形成电磁干扰的三个基本条件:骚扰源,对骚扰敏感的接收单元,把能量从骚扰源耦合到接收单元的传输通道,称为电磁干扰三要素。骚扰源——耦合通道——敏感单元
WCS
2、电路受干扰的程度可用公式描述
IS为电路受干扰的程度;W为骚扰源的强度;C为骚扰源通过某种路径到达被干扰处的耦合因素;I为被干扰电路的抗干扰性能。
4、屏蔽技术是利用屏蔽体阻断或减少电磁能量在空间传播的一种技术,是减少电磁发射和实现电磁骚扰防护的最基本,最重要的手段之一,采用屏蔽有两个目的,一是限制内部产生的辐射超出某一个区域,二是防止外来的辐射进入某一区域。
5、常用的电磁密封衬垫有1.金属丝网衬垫2.导电布衬垫3.导电橡胶4.指形簧片
6、电源线滤波器:作用主要是抑制设备的传导发射或提高对电网中骚扰的抗扰度,虽然同为抑制骚扰,但两者的方向不同,前者是防止骚扰从设备流入电网(称为电源EMI滤波器),后者是防止电网中的骚扰进入设备(称为电源滤波器)
6、干扰控制接地:1.浮地2.单点接地3.多点接地4.混合接地
8、电磁兼容性GB的定义:设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。
9、电磁骚扰:可能引起装置、设备或系统性能降低或对有生命、无生命物质产生损害作用的电磁现象。电磁骚扰可以是电磁噪声、无用信号或有用信号,也可以是传播媒介自身的变化。
10、电磁干扰:由电磁骚扰引起的设备、系统或传播通道的性能下降。电磁骚扰是指电磁能量的发射过程,后者则强调电磁骚扰造成的后果。
11、谐波电流的抑制方法
1、电流侧设置LC滤波器
2、采取有源功率因数校正
3、采用PWM整流器
4、多绕组变压器的多脉整流
简答题 1】、电磁兼容研究的内容主要包括:
1、电磁干扰特性及其传播机理。因此研究电磁干扰特性及其传播耦合理论是电磁兼容学科的基本任务之一。
2、电磁危害及电磁频谱管理。有效地管理、合理的利用电磁频谱是电磁兼容的一项必要内容
3、电磁干扰的工程分析方法及控制技术。因此,电磁兼容控制技术始终是电磁兼容学科中最活跃的课题
4、电磁兼容的设计方法。因此,费效比的综合考虑是电磁兼容设计中的一项重要内容。
5、电磁兼容性测量和试验技术。因此高精度的电磁发射及电磁敏感度自动测试系统的研制,开发及应用于工程实践,是电磁兼容学科研究的重要内容。
6、电磁兼容性标准和工程管理。电磁兼容性标准是电磁兼容设计和试验的依据。
7、电磁兼容分析和预测。电磁兼容分析和预测是合理的电磁兼容性设计的基础
8、电磁脉冲及其防护。因此电磁脉冲的干扰及其防护问题已经成为近年来电磁兼容学科的一个重要研究内容。2】、电磁兼容课程的特点:
1、电磁兼容以电磁理论为基础。因此电磁兼容原理是以电磁场理论为基础的
2、电磁兼容是一门综合性边缘学科。因此,掌握电磁兼容需要多学科知识基础。
3、电磁兼容实践性较强。因此,要掌握并灵活运用电磁兼容技术需要设计者不断地去实践,积累经验。
4、大量引用无线电技术的概念和术语。
5、计量单位的特殊性。电磁兼容工程中最常用的度量单位是分贝(dB)3】电磁骚扰的分类与传播方式
电磁骚扰一般可分为两大类:自然骚扰和人为骚扰,自然骚扰是指来源于自然现象而非人工装置产生的电磁骚扰,人为骚扰是来源于人工装置的电磁骚扰。电磁骚扰的传播方式:
1、传导耦合——是指一个电路中的骚扰电压或骚扰电流通过公共电路流通到另一个电路中的耦合方式;其特点是两个电路之间至少有两个电器连接节点
2、磁场耦合——是指一个回路中的骚扰电流通过连接磁通在另一个电路中感应电动势,以传播骚扰的耦合方式
3、电场耦合——是指一个电路中导体的骚扰电压通过与其临近的另一个电路中导体之间的相互电容耦合产生骚扰电流,以传播骚扰的耦合方式
4、辐射耦合——是指电磁骚扰在空间中以电磁波的形式传播,耦合至被干扰电路。
4】屏蔽体设计原则
1、明确电磁骚扰源及敏感单元
如果是屏蔽体外部电磁骚扰,则要了解设备的工作环境和可能的骚扰源及强度,找出设备内部易受干扰的电路及承受能力;如果是屏蔽体内部电磁场,则要判断主要的内部骚扰源及可能产生的辐射场强,了解设备的工作环境及其对设备辐射场强的限值要求;如果是屏蔽内部骚扰对设备本身的干扰,则找出内部骚扰源和被干扰电路
2、大致确定屏蔽体的屏蔽效能根据第一步已知的骚扰场强及防护要求,按式
E0SEE20lgESH0SEE20lgHS 或
计算屏蔽体应达到的屏蔽效能要求
3、确定屏蔽方式
根据产品的外观设计要求和要屏蔽的骚扰的磁场的性质及频率等,确定屏蔽方式、屏蔽体厚度等
4、进行屏蔽完整性设计 根据产品的功能设计要求,确定屏蔽体上必须的孔缝及电缆穿透等,并采取相应的技术措施以避免因屏蔽不完整而带来的屏蔽效果下降 5】屏蔽体上的孔缝对屏蔽效果的影响
1、对于抑制低频磁场的高导磁材料屏蔽体,由于开孔或开缝影响了沿磁力线方向的磁阻,使其增大,降低了对磁场的分流作用。
2、对于抑制高频磁场和电磁波的良导体屏蔽体,由于开孔或开缝影响了屏蔽体感应涡流的抑制作用,使得磁场和电磁波穿过孔缝进入屏蔽体内
3、对于抑制电厂的屏蔽,由于缝隙影响了屏蔽体的电连续性,使之不能成为一个等位体,屏蔽体上的感应电荷不能顺利的从接地线走掉。6】常用的浪涌抑制器件有哪些?各有何特点?用于什么场合?
1、电火花隙
2、金属氧化物压敏电阻
3、硅瞬变吸收二极管 特点及适用场合:
1、气体放电管电流吸收能力大,但相应速度低,有后续电流,离散型大,且电压分档小,适合做第一级粗保护
2、压敏电阻响应速度高,可有较大的吸收能力,但固有电容较大,不适合用在高频电路。
3、硅瞬变吸收二极管,响应速度很高,电压分档很多,但带电流负荷能力较弱,用于精保护
7】EMC设计中应该考虑的问题:
1、识别潜在的骚扰源和敏感单元。一般应关注数字时钟电路、数字信号、电源开关、模拟信号、直流电源线和低速数字信号等
2、识别关键的电流路径。电流要形成回路;电流要走最小阻抗路径
3、识别潜在的天线。天线由两部分组成,且天线的两部分之间要有一个激励电压。
4、分析可能的耦合机理。可归纳为传导耦合、电场耦合、磁场耦合和辐射耦合四种。
8】谐波的产生、危害及谐波标准:
产生:由于电力电子器件的非线性特性,会在电力电子系统中产生谐波电流 危害:
1、电压畸变 谐波电流在线路阻抗上产生的压降引起端电压的畸变,当线路阻抗的电抗分量较大时,电压畸变严重,可能对电网中的其他设备产生影响
2、过零噪声
3、零线过热
4、对变压器和异步电动机的影响
5、使无功补偿电容器过载
6、集肤效应 谐波电流标准
A类是平衡的三相设备、家用电器(不包括列入D类的设备)、电动工具(不包括便携式工具)、白炽灯调光器、音频设备,以及后面3类之外的设备B类是便携式工具以及非专业的电弧焊接设备C类是照明设备,D类是功率小于600W的个人计算机、计算机显示器以及电视接收机等
9】产品电磁兼容设计注意事项:
1、根据使用环境获取对系统的电磁兼容性要求
2、在方案论证初期就提出产品的电磁兼容性指标
3、把电磁兼容性设计融入产品的功能设计中,而不是采取事后的补救措施
4、通过实验,测量确认系统已经达到电磁兼容性要求
5、对产品进行跟踪调查,保证其寿命期内电磁兼容问题 10】磁场屏蔽:
1、利用高导磁材料进行磁场屏蔽 利用高导磁材料的低磁阻特性,对骚扰磁场进行分路,可使被屏蔽体包围的区域的磁场大大减弱(H1< 2、利用导电材料产生反向的抵消磁场来实现磁场的屏蔽 以导体作屏蔽体,在外部高频磁场作用下屏蔽体表面产生感应涡流,而涡流产生的方向磁场抵消穿越该屏蔽体的外部磁场,从而实现磁场屏蔽。 屏蔽效能 SERAB R20lg|Z1| 4|Z2|tA20lge8.69t B20lg(1e2td) 11】滤波器的作用就是要限制接收装置的频带,使得在不影响有用信号的前提下抑制无用信号。 滤波器的种类很多,按照滤波器的能量损耗特性分为:反射式滤波器,吸收式滤波器 按照滤波器在电路中的位置和作用可分为信号滤波,电源滤波,电磁干扰滤波,电源去耦滤波,谐波滤波——按照滤波电路中是否包含有源器件分为:有源滤波,无源滤波——按照滤波器的频率特性:高通,低通,带通,带阻滤波等。12】滤波器的插入损耗公式IL20lg(U1)IL为插入损耗(dB);U1是在信号源U2于负载阻抗之间不接滤波器时,信号源在负载阻抗上产生的电压;U2是在信号源与负载阻抗之间插入滤波器时,信号源在负载阻抗上产生的电压 13】吸收式滤波器:又称为有损滤波器,它采用有损耗的滤波元件,使骚扰信号的能量消耗在滤波器中,以达到抑制干扰的目的,有 1、铁氧体磁心 2、抗干扰电缆 14】滤波器安装注意方面: 1、滤波器的安装位置 滤波器应尽量安装在设备的入口/出口处,未经处理的电源线在机内走线不宜过长,以防止产生辐射;最好采用插座式滤波器,使其进线、出线分别位于机箱内外两侧 2、滤波器输入和输出引线的隔离 滤波器的输入与输出引线应分隔开,而不能捆扎在一起,以防止骚扰在引线之间耦合,若由于位置与空间的限制而无法分隔开,则应采用屏蔽线 3、滤波器的接地 滤波器不宜用细长导线接地,而应保持滤波器的地与设备外壳有一个大的导电接触面,以保证良好的接地,同时设备外壳必须接地。15】接地的目的: 1、建立与大地相连的低阻抗通路,使雷击电流、静电放电电流等从接地通路直接流入大地,而不致影响设备或系统的正常工作及人身安全 2、建立设备外壳与附近金属导体之间的低阻抗通路,当设备中存在漏电电流时,不至于危及人身安全。 3、设备或者系统的各部分都连接到一个公共点或等位面,以便有一个公共的参考电位,消除两个悬浮电路之间可能存在的干扰电压。 4、将屏蔽体接地,使屏蔽发挥作用 5、将滤波器接地,使滤波器能起到抑制共模干扰的作用 6、印制电路板上的信号电路接到地平面,以提供一个信号返回通路。 7、汽车飞机上的非常重要的电路接车体或机体的金属外壳,以提供一个电流返回通路。 16】常用的搭接方法: 1、焊接 通过焊接使需要接触的导体永久连接,是比较理想的搭接方法,可避免金属面曝露在空气中,因锈蚀而引起的搭接性能下降 2、铆接 铆接也实现了永久连接,在铆接部位的阻抗很小,但其他部位阻抗较大,在高频时不能提供良好的低阻抗连接 3、栓接 通过螺栓连接,可以拆卸,但长时间使用后可能出现连接松动,有时通过螺纹接触的两个面会变成接触线,并且由于腐蚀及高频电流的集肤效应,射频电流沿螺旋线流动,因而在很大程度上呈现电感性。17】开关操作瞬态骚扰的抑制 对感性负载的处理: 1、在负载两端反向并联二极管 2、反向并联二极管并串入电阻 3、在负载两端并联电容 4、在负载两端并联电阻 5、并联一对反向串联的稳压管 6、在负载两端并联压敏电阻 对开关触点的处理: 1、在触点两端并联阻容支路 2、在阻容支路的电阻上并联二极管 3、在触点两端并联稳压管 18】中国强制认证,简称CCC认证,是合并了原来的进口商品安全质量许可证制度(CCIB认证),安全认证强制性监督管理制度(CCEE认证)和电磁兼容安全认证制度(CEMC认证)对强制性认证产品实施“四个统一”(即统一目录,统一标准、技术法规和合格评定程序,统一标志,统一收费标准)。“CCC”认证标志是《第一批实施强制性产品认证的产品目录》中产品准许其出厂销售、进口和使用的证明标记 19】电磁兼容测量的主要仪器和设备: 1、EMI接收机 EMI接收机是进行电磁兼容测量的基本仪器 2、电磁干扰测量用辅助设备:天线,线路阻抗稳定网络,电流探头,电压探头,功率吸收钳 3、测量场地:开阔场地,屏蔽室,屏蔽电波暗室,横电磁波传播室,吉赫横电磁波传输室 4、电磁敏感测试用设备:信号源,功率放大器,注入探头,混响室,亥姆霍兹线图 20】电磁兼容测量的基本方法:?p87 1、电磁辐射发射测量系统 电磁场辐射测量是测量电气、电子设备的电磁辐射强度 2、电磁辐射敏感度测试系统:其测量方法主要由以下几种1)用发射天线产生骚扰电磁场,2)用TEM小室或GTEM小室产生骚扰电磁场,3)用混响室产生骚扰电磁场,4)用亥姆霍兹线圈产生磁场 3、传导发射测量系统:有以下几种测量方法1)通过线路阻抗稳定网络LISN,2)用电流探头测量电源线上的干扰电源,3)通过功率吸收钳来测量电源线上的干扰功率 4、传导敏感度测试系统:注入干扰信号有以下几种方法1)通过变压器向被测线路注入干扰信号,2)通过耦合/去耦网络向被测线路注入干扰信号,3)通过注入探头向被测线注入干扰信号 21】电磁干扰诊断测量,常用的测量方法: 1、用电流探头检测线缆中的骚扰电流 2、用电场探头,磁场探头查找印制电路板上的电场骚扰源 3、用电磁探头查找机箱或屏蔽体的电磁泄漏 4、用光纤探头检查机壳对外部辐射的屏蔽作用 22】印制电路板的布局原则:①将数字电路与模拟电路分开;②将高频、中频和低频电路分开;③有对外信号传输的电路尽量靠近连接器一侧;④连接器置于电路板的一侧。 23】印制电路板的布线原则:1)电路板的走线要短而粗,线条要均匀;2)为保持阻抗连续,应避免线的宽度发生突变,走线也应避免突然拐角。3)电源线和地线走线应尽量靠近,以减小电源回路的阻抗;在电源线和地线之间加高频去耦电容,以减小电源阻抗;在集成电路等功率消耗器件的电源线和地线之间加去耦电容,且电容尽量靠近该器件。4)对不同的分区电路,应使用不同的电源线和地线,将其分别汇集并最后连接于一点,而不能简单地串起来,以减小公共阻抗耦合;5)为减小串扰,应避免长距离平行走线,适当增加平行走线的间距,保持线条件的距离不小于两倍的线条宽度(3W准则),必要时可在两条印制线间插入地线进行隔离6)减小信号回路的面积,以减小对外的辐射发射和接收的外 界辐射骚扰。 24】减小电力系统中的谐波,基本方法有两类:1.对系统设备和用电装置本身进行改造,使其不产生或者少量产生谐波2.装设谐波补偿装置来补偿谐波,包括 无源电力滤波器与有源电力滤波器的特点适用范围 1、无源电力滤波器——是一种传统的滤波方式,它利用电感、电容的串并谐振对某一频率或一定频率范围呈现较低的阻抗,将其与电网并联,可吸收电网中的谐振频率的谐波电流。具有结构简单、有功消耗低的优点,但体积庞大、滤波效果差。 2、有源电力滤波器——它由电力电子器件构成,是一种动态抑制谐波、补偿无功的电力电子装置,能对大小和频率变化的谐波以及变化的无功进行动态补偿。有源电力滤波器的谐波补偿效果显著,但成本较高、容量有限。 碰撞分类与规律总结 弹性碰撞 a 是指没有机械能损失的碰撞,即碰撞过程动量守恒,碰撞前后总动能不变。 b 可根据以上两方面(动量守恒,碰撞前后总动能不变)列式求解碰撞后的各自的速度。 设质量分别为m1、m2的物体,碰撞前两物体的速度分别为v1、v2,发生无机械能损失的对心正碰,碰后速度分别为v1´、v2´。则由动量守恒和机械能守恒可得m1v1+m2v2=m1v1´+m2v2´ 212 1mv+mv112222212=1m v´+m v´ 121222 由以上两式联立可得 v1´=(m1m2)v12m2v2m1m2 v2´= (m2m1)v22m1v1m1m2 以上二式的作为二级结论使用,注意式中的各速度均为矢量,使用时要先规定正方向。有关讨论 当m1=m2,v2=0时,一动碰一静,由以上两式可知,v1´=0 v2´=v1,即速度交换。当m1≠m2,v2=0时,一动碰一静,由以上两式可知,v1´=(m1m2)v1m1m22m1v1 v2´=m1m2 以V1的方向为正 ① 当m1>m2时,得v1´>0, v2´> v1´,即有:大碰小,大的继续跑,小的速度大,大的速度小。(质量大的碰质量小的,碰后质量大的和质量小的都沿同一方向跑,且小的在前,速度更快。) ②当m1 完全非弹性碰撞 即碰撞粘合,此种情况下机械能的损失率最大,一般非弹性碰撞 一般非弹性碰撞的结果介于弹性碰撞与完全非弹性碰撞之间 二 碰撞结果的判断 例1 A B实际情况的碰撞结果判断,要考虑到以下几个方面 1 动量守恒 2总动能不增加 符合实际(如 一动一静的碰撞:原来运动的物体碰后速度不可能比原来大;质量大的碰撞质量小的,碰后质量小的物体速度不可能比质量大的物体小,即不可能发生第二次碰撞。) 例:两个物体在光滑的水平面上沿同一直线,同一方向运动。已知PA=5kg·m/s,PB=7kg·m/s,二者发生碰撞,碰后PB´=10㎏·m/s,由此可知两物体的质量关系可能为() A mA=mB B mA=2mB C mA=4mB D mA=6mB 题目没有给出两物体的碰撞是什么性质的 碰撞,所以我们要综合考虑。由题中的数据可看出,B的动量增加了,即可知是A追上B发生了碰撞,即VA>VB, 即m>m ABPAPB 由动量守恒可得碰后PA´=2kg·m/s,又由总动能不增加和动能动量关系 可得2m+2m≥2m+2m ABABPA2PB2PA2PB2由实际情况可得,碰后的速度关系V´A < V´B,即m ABPAPB联立以上不等式,并取交集,可得四个选项中只的C项正确。三 类碰撞分析 有题目中,我们可以把物体间的相互作用过程当作碰撞来处理,我们称之为类碰撞。即利用碰撞规律来分析问题,有时会收到事半功倍的效果 例3 如图所示,在光滑的水平面上,用轻质弹簧连接的两物体A、B保 持静止最初弹簧为原长,已知mA > mB,现使A获得一水平向右的速度V0,则() A 弹簧第一次恢复原长时,A的速度一定向左。 B 弹簧最长和弹簧最短时,A、B的速度相同。C 弹簧原长时,A的速度只有两个不同的值。 D 弹簧最短时的压缩量与弹簧最长时的伸长量一定相同。 解 正确答案BCD 该题如果按常规方法由受力和运动过程来分析,难度较大,我们不妨把这个问题当作碰撞来处理,在A从接触弹簧到弹簧第一次恢复原长,这个过程认为A以一定速度碰撞B的过程,即弹簧第一次恢复原长时,这一过程结束,而且,AB的碰撞是通过弹簧发生的,可以认为碰撞过程经历的时间被弹簧延长了,并且没有机械能的损失,这样,我们就把A从接触弹簧到弹簧第一次恢复原长的过程认为质量大的A以一定速度碰撞B的过程,由上面的分析可知,“碰后” A的速度仍然向右,而B的速度也向右,且速度比A大。所以A选项错误;弹簧最短和最长时A和B的距离最小和最大,由追及问题可知,速度相同时,距离有最值。即弹簧最短和最长时A、B的速度相同。所以B选项正确;设弹簧再次原长时的速度分别为v1和v2,则由动量守恒和机械能守恒得mAv0=mAv1+mBv2 2mAv0= 112212mv+mv12 AB22由数学知识可知,该方程组只有两对解,即弹簧原长时AB的速度吸有两个不同的值,即初状态和弹簧第一次原长的状态,我们可以知道,以后弹簧第奇数次原长的状态与最初状态相同,第偶数次原长的状态与第一次原长时的状态相同。所以C选项正确,由于弹簧最短和最长时A、B的速度相同,即弹簧最短和最长时系统的总动能与初状态相比,动能的减少量相同,即两种情况下弹簧的弹性势能相同,所以弹簧的形变量相同,即选项D正确。 ②总结的经验侧重于思想和精神方面。 先进事迹报告之所以感人,往往不在于典型人物具体做每一件事、每一项工作的本身,而在于他们的事迹、工作中表现出来的思想精神。听李国安、吴天祥的先进事迹报告,谁能记住他们所报告的如何做每一件事呢?更谈不上模仿了。但他们全心全意为人民服务、一生一世当好人民公仆的先进思想却给人以深刻的教育。因此先进事迹报告在总结典型经验时,总是不停留于如何做具体工作,而强调用先进的思想精神教育人、鼓舞人。 ③总结的经验强调以突出的事迹为依托。 先进人物或先进单位报告的经验之所以能感人还全赖于本身事迹的突出,因此所总结的经验要建立在“硬梆梆、响当当”的先进事迹的基础上。例如提到李国安全心全意为人民服务的精神,人们马上就能想到他想方设法为一个祖祖辈辈喝苦水的民族村打出甜水井,村民在井旁树起“幸福全靠共产党,饮水思念解放军”的石碑的事迹;提到吴天祥一生一世当好人民的公仆的精神,人们马上会想到他只身跳入粪池中,为群众疏通堵塞的下水道的事迹。正是这种突出事迹使他们的思想在全国范围内产生巨大影响,使他们成为人们学习的榜样。 写作要点二:捕捉先进典型事迹闪光点,充发展现先进典型的思想、精神。 先进典型所报告的既有他们的行动、事迹,又有他们的思想、精神,而其中根本的是先进典型的思想、精神;因为行动只是思想、精神的体现,事迹只是思想、精神的结果。只有着力于表现先进典型的思想、精神,先进典型事迹报告才能感人,才能发挥很好的教育作用。先进典型事迹报告怎样表现好先进典型的思想、精神呢? ①要确定好反映先进典型思想、精神的写作角度。 对一个先进典型的事迹,“横看成岭侧成峰,远近高低各不同”。不能选取和确定恰当的写作角度,先进事迹报告就会一般化,突现不出先进典型事迹的闪光点。写作角度的选取和确定,一要抓本质的、主要的东西,二要有个性、有特点。例如写李国安,如果把写作角度定在如何在祖辈找不到水的内蒙戈壁上打出甜水井,或定在如何献身祖国的边疆建设,这就一般化;写吴天祥,如果把写作角度定在如何通过信访工作在人民群众中树立党和政府的崇高形象,或定在公务员如何尽心尽责做好本职工作,这也就一般化。李国安是一位军人,吴天祥是政府部门的基层干部,各有自己的个性、特点。把他们先进典型事迹报告的写作角度分别定在“努力实践我党我军宗旨 全心全意为人民服务”与“牢记党的宗旨 一生一世当好人民的公仆”上,就能以鲜明的个性、特点,抓住本质的主要的东西,表现出他们先进事迹的闪光点。 ②对先进典型的思想、精神作“分解“的表现。 由于思想、精神是先进典型事迹报告的核心,因此一定要把它写深写透,使之得到充分的表现,这就要求善于“分解地表现典型的思想、精神”。所谓“分解”,就是分点写出先进思想、精神所包含的具体内容,或分类地指明先进思想、精神所包含的具体内容,或指明先进思想、精神具体表现在哪些方面或哪几类事上。例如李国安的先进典型事迹报告就把他的思想、精神“分解”成了四点体会:第一点体会是,实践我党我军宗旨,就要时刻不忘自己是一名共产党员;第二点体会是,实践我党我军宗旨,就要时刻不忘自己是一个人民的公仆;第三点体会是,实践我党我军宗旨,就要时刻不忘我们是人民子弟兵;第四点体会是,实践我党我军宗旨,就要时刻不忘在本职岗位建功立业。吴天祥的先进典型事迹报告则把他的思想、精神“分解”成这样四条: 一、共产党员要做到全心全意为人民服务,就必须经得起时间和环境的考验,把为人民服务作为自己唯一的人生追求; 二、共产党员要全心全意为人民服务,就要主动为党分忧,为民解难; 三、共产党员要做到全心全意为人民服务,就要时刻把群众冷暖疾苦挂在心上,份内的事要办,份外的事有条件的也要办; 四、共产党员要做到全心全意为人民服务,就要坚持人生在世,奉献二字,淡泊名利,一尘不染,用实际行动,为党旗增辉。这种“分解”,就在抓住先进典型事迹闪光点的基础上,深入写出了他们思想、精神,给人以实实在在的教育与启迪。 写作要点三:要善于运用典型材料去突现先进典型的思想、精神。 先进典型事迹报告的写作在材料的运用上一怕空泛,二怕平庸。空泛,就是没有典型材料,言之无物;平庸,就是材料一般化,缺乏说服力。材料的空泛与平庸,必然给人印象不深、收不到应有的宣传效果。只有材料典型,先进典型的思想、精神才有说服力、感染力,才能使人受到教育和鼓舞。 ①典型材料要能反映事物本质,具有代表性。例如吴天祥的报告在谈到“共产党员要做到全心全意为人民服务,就必须经得起时间和环境的考验”时举了这样的典型事例:“我利用春节、元旦、五 一、星期一等节假日,深夜两点钟起床和环卫工人一起扫大街、清垃圾,一直坚持了10年。”这个事例极有代表性地表现了他“把为人民服务作为自己唯一的人生追求”的共产党员的本质。 ②典型材料要内涵蕴藉,寓意深刻。 例如李国安谈到“实践我党我军宗旨,就要时刻不忘自己是一名共产党员”时举到了这样的典型材料:“1983年部队精简整编时,我从后勤处副处长位置上编余了,团领导说,你这些年工作很辛苦,编余就先休息,等有了位置再说。但我认为,职位虽然没有了,可我还是一名党员,要为党多做工作,而不能在家等着组织安排,就主动要求到我们团的北大荒农场去搞生产。在农场的4年中,我同官兵艰苦奋斗,扭转了多年亏损的局面,每年为团创收50多万元。”这个典型材料不仅说明了李国安确实时刻不忘自己是一名共产党员,而且在如何当好一名共产党员上从多方面给人启迪:共产党员应如何对待职务、地位的变化,如何对待休息与工作,如何到党的事业最需要的地方去,如何克服困难扭转工作的落后局面……在这些方面都显示出李国安作为一名优秀共产党员的模范作用。第四篇:碰撞分类与规律总结
第五篇:总结规律