涡流及其应用

 大块金属在交变磁场中或相对磁场运动时,在金属内会出现流线为闭合涡旋状的感应电流,该电流叫涡旋电流,简称涡流。一、涡流产生的原因由法拉第电磁感应定律知,当通过闭合回路的磁通量发生变化时,将产生感生电动势,形成感生电流。由于金属内部处处可以构成回路,当大块金属处在变化着的磁场中或相对磁场运动时,穿过金属任意回路的磁通量都可能发生变化,在磁通量变化过程中,金属块内将产生感应电流,这种电流的流线在金属块内自行闭合,形成涡流。     

电磁脉冲辐射器近区场数值模拟

 电磁脉冲辐射器是便携式电磁脉冲电场屏蔽效能测试设备的关键部分。提出了一套小型电磁脉冲辐射器的方案，并采用时域有限差分法在计算机上模拟了辐射器产生的近区电磁场, 结果表明，如果高压脉冲源产生的脉冲电压为双指数波，则通过天线辐射产生的近区场的波形也为双指数波，从而，使近场参数均能达到测试设备所要求的指标，说明所提供电磁脉冲辐射器的方案为可行。     

一切电磁感应都取决于金属电子受洛伦兹磁场力

研究表明:一切电磁感应的计算都取决于金属电子受洛伦兹磁场力的导线形状,却不取决于磁通量变化率对微分变量进行的旋度运算;特别是基于电子论证明了楞茨圆形线圈上的圆形电流及其围绕圆形线圈的流动电荷携带了圆形流动电场;基于电子论否定了法拉第磁通量变化率产生的电动势及其旋度电场。     

走向统一的自然力电力与磁力的统一(Ⅲ)

 19 世纪60 年代中期, 麦克斯韦在总结前人工作的基础上, 连续发表了3 篇论文:《论法拉第力线》、《论物理力线》和《电磁场的动力学理论》。一方面, 他在法拉第发现的电磁感应现象的基础上提出了“变化的磁场产生涡旋电场”;另一方面, 他创造性地引入“位移电流”代替安培环路定理中的稳恒“传导电流”来描述“变化的电场产生涡旋磁场”, 从而建立了完整的电磁场理论。1887 年, 赫兹通过一系列实验发现了麦克斯韦预言存在的电磁波, 并证实了光与电磁波的同一性, 为麦克斯韦电磁场理论提供了有力的实验验证。     

强磁场对飞行炮弹影响的研究

 按照法拉第电磁感应定律和楞次定律,当某一回路中的磁通量发生变化时,回路中将出现感应电动势。如果回路是导体回路,则回路中将出现感应电流。感应电流的出现又将产生阻碍回路中磁通量的变化。A为圆柱形磁铁,B为金属圆管。     

超短超强激光实验伴生电磁脉冲的模拟研究

靶室腔体谐振产生的电磁辐射是超短超强激光与靶相互作用实验中生成的电磁脉冲(EMP)来源之一。基于有限元分析方法,对靶室腔谐振产生电磁脉冲和电磁脉冲通过窗口向外传播这两个过程进行仿真模拟。前者模拟获得空腔和含结构模型谐振时特征磁场,结果显示内部结构对电磁场强度分布和谐振频率有显著影响;后者模拟结果显示,窗口外侧电场强度比窗口内侧高约40%,而且电磁脉冲传播到靶室外后呈球面波形式扩散并衰减。对电磁脉冲的强度衰减规律进行了分析,得到该衰减曲线的拟合函数。     

新概念武器之动能武器

所谓动能武器，简言之就是能发射出超高速运动的具有极大动能的弹头，通过直接碰撞（而不是通过常规弹头或核弹头的爆炸）方式摧毁目标的武器装置。动能武器由推进系统、弹头（弹丸）、探测器（传感器）、制导与控制系统等部分组成。推进系统可采用火炮、火箭、电场或磁场加速装置。弹头用金属材料或塑料制成的刚体。传感器是动能武器的“眼睛”，用于探测、识别和跟踪目标。制导与控制系统是动能武器的“大脑”，用于确保成功地进行寻的与拦截，制导与控制系统一般由寻的器、惯性测量装置、计算机、方向和姿态控制器、通信设备、能源设备等组成。     

感应电流方向的研究

1831年英国物理学家法拉第经过十年不懈的研究得出结论：一个闭合线圈，当穿过它的磁通量发生变化时，就产生感应电动势和感应电流。本实验要求分析感应电流的方向和磁通量变化之间的关系．为此，我们用两种方法使穿过线圈的磁通量发生变化，并观察相应的感应电流的方向．最后综合归纳出闭合线圈中原磁通量变化时，感应电流的磁场总是阻碍原磁通量变化的作用规律——楞次定律．     

基于FPGA的电磁脉冲电场测量系统

为了测量纳秒级前沿的电磁脉冲电场,研制了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的宽频带电磁脉冲电场测量系统,该系统采用单极子天线作为电场探头的接收天线,高速AD采集调理电路输出的电压信号,由FPGA接收AD采样的数据并保存至DDR2和FLASH存储器中;分析了系统的整体方案;对系统的信号调理、采集的触发方式、FPGA控制以及干扰屏蔽等关键技术进行了重点分析;通过电场探头、电磁脉冲模拟器、PTEM暗室、衰减器以及示波器进行了性能和功能验证实验;利用软件将电场探头和示波器测得的信号进行处理和对比;实验表明,所研制的电场探头可以测量前沿大于2.5ns、电场强度为0~50kV/m的脉冲电场,系统线性度好,体积小,抗干扰性能好,测量准确性高。     

面向超短波接收机射频前端的电磁脉冲效应仿真与效应分级方法

针对接收机射频前端在电磁脉冲环境作用下的电磁损伤过程模拟问题,以超短波接收机为具体研究对象,基于超外差式接收机电路功能模型,采用Verilog-a和SPICE网表联合建模方法,建立了射频前端低噪声放大器（LNA）电磁脉冲效应仿真模型(Extended LNA Model),并通过S参数仿真和瞬态仿真验证了LNA电磁脉冲效应模型具备正常功能仿真能力;为验证该模型的电磁脉冲损伤模拟能力,以标准电磁脉冲波形作为激励,以偶极子天线作为简化的天线前门耦合通道,在不同强度电磁脉冲作用下,接收机中频电路信号输出表现出了无影响、干扰、损毁的电磁脉冲效应过程,说明了建模方法的有效性;最后以EMP-天线耦合电压峰值作为阈值指标,分析得到了超短波接收机不同电磁脉冲效应等级对应的电压峰值阈值数据。     

麦克斯韦怎样建立起位移电流概念

麦克斯韦建立电磁场理论最重要的贡献之一是提出了位移电流假说。位移电流的中心思想是变化着的电场激发涡旋磁场,这一假说和涡旋电场假说(变化着的磁场产生变化的电场)构成了电磁相互作用中完整的波动图象——电磁波。 众所周知,位移电流是麦克斯韦给予法拉第的场观点以数学表述时作出的一个重要发展。麦克斯韦第一次提出位移电流假说并不象通常教科书所叙述的那样,是用安培环路定理讨论非稳恒情形时发现矛盾后提出的。实际上麦克斯韦是在得出电磁场方程之前,即在他关于电磁场理论的第二篇论文《论物理的力线》(1861—1862)中就提出了位移电流的概念。尔后,麦克斯韦在第三篇论文《电磁场的动力学理论》(1865)中再次给出了位移电流的定量形式。下面我们来看看麦克斯韦是如何提出位移电流概念的。 麦克斯韦建立电磁场理论的第一篇论文《论法拉第的力线》(1855—1856)受到汤姆逊的启发,根据流体、热现象与法拉第力线相似性,运用类比方法给予法拉第电流状态以数学表述。后来在第二篇论文中他感到有必要对力线的分布和力线的应力性质给予机理性的说明,在此过程中麦克斯韦提出了位移电流概念。     

一种基于双环差分结构的脉冲磁场传感器

雷击近场等强电场环境下的磁场测量是电磁脉冲测量技术中的难点之一,由于输出端结构的径向非对称性,传统的环天线很难避免电场干扰。针对于此,研制了一种基于双环差分结构的脉冲磁场传感器,该传感器由双环天线和光传输系统组成。根据近场电磁场量的分布特性,双环天线选择平行镜像对称放置的方式,从而能够将终端电压区分为磁场响应分量和电场响应分量,再通过末端差分电路即可去除电场响应分量,得到纯净的磁场响应分量。试验表明,在邻近雷击环境模拟装置中,双环传感器相较于单环传感器具备更强的抗电场干扰能力,能够实现磁场的准确测量。     

建立麦克斯韦方程组的其他途径

麦克斯韦方程组是电磁场遵从的基本规律,是经典电磁现象的理论基础.十九世纪六十年代,麦克斯韦根据库仑、安培和法拉第等人分别在特定条件下获得的实验定律,经过分析推广到普遍情形,发现存在着不协调的因素,在此基础上作了两个重要的假设:变化的磁场产生涡旋电场,变化的电场产生涡旋磁场,从而建立了电磁场的统一理论,其基础就是电磁场普遍遵从的麦克斯韦方程组. 在麦克斯韦以后,许多物理学家研究从别的方面建立麦克斯韦方程组的可能性,取得一些成果.本文拟介绍三种建立麦克斯韦方程组的其他途径:(1)根据能量原理和近距作用原理建立麦克斯韦…     

法拉第电磁感应定律的理解和应用

为了表述电磁感应定律,设在ｔ１时刻穿过导线回路的磁通量是φ１,在ｔ２时刻穿过导线回路的磁通量是φ２,在△ｔ＝ｔ２－ｔ１时间内穿过回路磁通量的变化是△φ＝φ２－φ１,磁通量的变化率反映了磁通量变化的快慢和趋势．１法拉第电磁感应定律 公式：式中φ用Ｗｂ,ｔ用Ｓ,的单位是Ｖ,式中的负号代表感应电动势的方向． 感应电动势和磁通量是标量,它们的正负都是相对于某个正方向而言的．所谓正方向是人为约定的,用以与实际方向作比较的． 因为的正方向是选取回路的绕行方向,而磁通量选取的正方向是曲面的法线方向．这里就有了两…     

电磁脉冲模拟器电磁场计算

 利用电磁场张量法计算了平行板电磁脉冲模拟器内的电磁场并推导了其时域解析表达式。按照模拟器的平行板段和前后三角板的结构将平板近似为线网格。场的幅值由各线段元的不同滞后时间叠加来确定,其方向由线段元和场点的单位矢量经简单矢量运算来确定。计算结果表明：平行板段内的场具有横电磁分布特性,而靠近三角板处由于各线段元的非对称性贡献将使场出现其它分量。通过对模拟器的电场测量值与理论计算值相比较可知,两者大致相同。     

现代武器智慧的眼睛——精确制导技术

现代高科技武器发展的趋势之一就是精确制导武器。在近几次主要的局部战争中,美国依靠大量使用精确制导武器,取得了良好的作战效果。精确制导武器的杰出表现,引起了各国的高度重视,在世界范围内掀起了研制和采购热潮。精确制导武器因融入精确制导技术而产生巨大威力,它是精确制导技术与杀伤性武器相结合的产物。精确制导技术的应用,就像给武器安上了智慧的“眼睛”,对武器发展起到了革命性作用,推动武器向“百发百中”的目标发展前进。作为精确制导武器的“眼睛”——精确制导技术,也得到越来越多的重视、研究和运用。     

平面横电磁波模的初值问题

经典理论所描述的电场和磁场处处同相的平面电磁波模并不存在.Maxwell方程组的解依赖于 电磁场的初始值或边界条件,根据不同的初始条件解得的平面电磁波模是不同的.结果表明 ,平面电磁波是横波,在不同的位置,由变化的电场激发的磁场或由变化的磁场激发的电场 振幅不同,电场与磁场的相位差也不同. 关键词： Maxwell方程组 最优微分方程 初始条件 平面电磁波     

纳秒电磁脉冲测量用D-dot探头设计及实验

为测量高空核爆炸电磁脉冲(HEMP)模拟器中脉冲电场波形(峰值电场大于50kV/m、上升时间小于2.3ns),设计了一种新型圆锥形D-dot探测器。介绍了D-dot探头的工作原理,分析了探头与传输电缆的阻抗匹配条件,确定了探头的结构、尺寸等参数。D-dot探头测量脉冲电场的一阶微分信号,通过积分器积分和数字积分两种积分方式获得脉冲电场信号。测量电磁脉冲实验结果表明,积分器积分和数字积分两种积分方式都能恢复脉冲电场波形,其中数字积分效果更好;与有源光纤电场测量系统实验测量结果相比,该Ddot探测器更适合测量纳秒级快前沿的电磁脉冲波形,满足测量快前沿HEMP信号的设计要求。     

在自由空间里的运动磁场和时变磁场都没有产生电场

在自由空间里,磁场运动时没有产生电场、时变磁场的辐射运动也没有产生电场.故,“磁生电”的真实原因是：金属电子在广义洛伦兹磁力的作用下的流动而形成Ic,却不是法拉第-麦克斯韦-爱因斯坦在自由空间里虚构的位移电流Id.基于唯物主义自然观,联系电磁感应的物质是洛伦兹的金属电子,却不是法拉第-麦克斯韦-爱因斯坦的真空以太.     

广义洛伦兹磁力的定义及证明

给出了广义洛伦兹磁力的定义和证明,论证指出电场既不是动磁场直接产生的更不是变磁场产生的;先有感应电流I,后有电压Uab和电场Eab。解决了愣茨与法拉第之间的原因与结果的哲学争议问题;在当时没有发现电子的情况下,法拉第的漩涡电场及其电动势都是虚构的;完整洛伦兹磁力是电磁感应的物理本质。