用双极坐标求解带电导体圆柱和无限大接地导体平板间的电势

利用双极坐标求解了带电导体圆柱和无限大接地导体平板间的电势分布,并对带电导体圆柱表面的电荷分布及无限大接地导体平板表面的电荷分布作了讨论.     

外界干扰不会影响平行板电容器极板间的电位差吗?

如所周知,实践中所使用的电容器,共电容在通常情况下都是稳定的。道理何在呢?假如电容器是由一块封闭的有空腔的导体B与一块置于B的空腔内的导体A所构成,如图1。人们熟知,由于导体B的静电屏蔽作用,这电容器所带的电荷(即导体A表面和导体B内表面上所带的电荷),由这些电荷所激发的电场,以及导体A与导体B之间的电位差,均不受外界干扰的影响。亦即不论周围电场如何.,也不论导体B接地与否,上述电荷分布、电场和电位差都保持不变。因而,按电容器电容的公式: 该电容器的电容也保持不变。但是,对平板电容器而言,构成电容器的任一块平板都不是封…     

电像法求解线电荷与带有半圆柱凸起的接地平板导体形成的电势和电场

利用电像法求解了线电荷与带有半圆柱凸起的接地导体平板形成的电势、电场分布,讨论了导体表面电荷分布特征,并用Matlab软件绘出了等势图.     

给定形状孤立导体平板电容的计算

以圆盘电容为参照，从等值电容的角度研究孤立导体平板电容的近似计算，并给出了一些计算实例。     

关于静电屏蔽上限的讨论

将导体壳放入外电场中,导体会在表面产生感应电荷,并达到静电平衡状态,导体壳腔内的电场处处为零,这就是静电屏蔽效应.然而,如果外电场极强,或者导体内部的自由电荷太少,以至于感应电场不能完全抵消外电场,则静电屏蔽效应将失效,这就是静电屏蔽的上限问题.本文从静电屏蔽的原理出发,将导体壳简化为一对平行金属平板的模型,定量的讨论了这一问题.通过计算我们发现,由于金属内存在大量的自由电子,在非极端问题中,宏观的导体装置都远远不会遇到静电屏蔽的上限问题.     

卷绕型带状脉冲形成线的特性阻抗

 设计了一种全固态、低阻抗、卷绕型零厚度带状脉冲形成线。通过保角变换将其特性阻抗的计算转化为对非对称型平板带状线特性阻抗的计算,并得出了卷绕型带状线特性阻抗的计算方法。数值模拟结果表明:带状线不对称将使带状线的特性阻抗减小,但当内导体宽与上下外导体间距之比很大时,可忽略不对称带来的影响。给出了不对称度（内导体分别到上下外导体的距离之比）对特性阻抗的影响关系,且不对称度小于3.1时,特性阻抗的变化小于5％,在实际工程设计中可忽略不对称带来的影响。     

二维导体微粗糙面与其上方金属平板的复合电磁散射研究

研究了二维导体微粗糙面与其上方金属平板复合电磁散射特征.应用互易性原理使求解二次散射场简化为求解包含平板上的极化电流和微粗糙面散射场的积分方程，从而降低了求解难度.应用物理光学近似和微扰法分别求解了平板上的极化电流和粗糙面的电磁散射场，得到了复合散射截面计算公式并进行了数值计算.尤其对该复合模型后向耦合电磁散射结果进行了详细分析和讨论. 关键词： 互易性原理 复合电磁散射 微粗糙面 平板     

两个带电导体球问题的近似解法

美国大学研究生考题中常有关于带电导体球问题,如:求半径为a相距d的两个带电导体球间电容、相互作用能或作用力;或带电导体球与接地导体平板间电容或作用力;求二球形电极间电阻等。这类问题可以有很多变化,但解法相同。 例1:两半径为a相距d的带等量异号电荷的导体小球,d>>a,求其电容、相互作用能和作用力(准确到　的一次幂)。 分析:由于要准确到　的一次幂,两球间距不能视为无限大。如图1,设球A带正电,球B带负电,由于d>>a,作为零级近似,忽略两球间的静电感应。球外电位可简单地用位于A球球心点电荷q和位于B球球心的点电荷-q激发的电位迭加…     

平行导体板与带电直导线电场的保角变换分析

平行导体板间点电荷的静电场问题,由于其物理图像清晰,已经得到解决．平行导体平板问线电荷的静电场,可用分离变量法求解其问的电场,但比较繁琐、不直观．本文采用保角变换法分析了平行导体板和线电荷形成的静电场问题,采用指数变换与镜像法联合使用的方法,求解其间的电场分布．通过电势表达式,得到电场的解析形式,并结合Maflab画出电场线图形,最后将结果引申到平行导体板带电情况下的电势分布．     

线电荷与带有半椭圆柱凸起的接地平板系统的电势

利用儒可夫斯基变换,求解线电荷与带有半椭圆柱凸起的接地平板导体的电势分布,并用Matlab软件绘出电势分布图.     

具有圆柱内导体的矩形及槽形线的工作特性

利用椭圆函数,可将具有圆柱中心内导的矩形传输线变换成外导体为圆柱面而内导体则近似地为圆柱面的同轴线,然后利用圆柱谐波的有限多项,选取各个谐波的值,以使外圆柱面上的边界条件得到满足,而内圆柱面上的边界条件则只在有限多个点上成立,即解决了具有中心内导体的矩形线的一个传输线问题。同样地,利用三角函数,即可处理具有中心内导体的槽形传输线:转换成为接地平面与平行放置的近似圆柱面的一个布置,然后利用双极坐标的变换,用有限多项的直角坐标谐波以解决此具有中心圆柱体的槽形线问题。当此槽形线底部与中心圆柱的轴线间的距离趋于无限大时,我们即得到人的所熟知的两平板间具有中心内导体的传输线的结果。     

螺旋线型微秒级高压长脉冲发生器

为研究长脉冲强流电子束产生技术,设计了一台螺旋线型高压长脉冲发生器。该发生器主要由Marx发生器、充电电感、脉冲形成线、高压开关、脉冲传输线及平板二极管构成,形成线内导体为螺旋线,工作介质为去离子水,其指标为输出电压500 kV,电流40 kA,脉冲宽度1μs,单脉冲能量20 kJ。简要介绍了该长脉冲发生器的结构、给出了结构和电气参数,讨论了各部分设计应注意的问题。     

多层电介质问题的几个特例

对多层电介质问题展开了分类讨论,发现该类问题多数都可归结为最外层电介质为无限厚的情况,只需将真空和导体的相对介电常数分别视作1和∞,其结果都可纳入文献[1]。但最外两层均为无限厚或有限厚接地导体的情况则属例外。研究表明,对于最外层材料,无限厚导体与接地的有限厚导体等效。在这类情况下,利用导体中电场强度为零以及最外层导体的电势为零这两个关键条件,可解出各层介质中的电场以及各界面上的电荷面密度,发现其结果并不能纳入文献[1]。     

具有螺旋内筒和螺旋外筒的Blumlein线

提出了具有螺旋内筒和外筒的同轴Blumlein线的结构。采用横电磁波传输理论分析脉冲形成过程,该结构具有传统Blumlein线内外线独立传输的典型特征,给出了特征阻抗、慢波系数等参数的表达式;原理实验输出脉冲顶部平坦,顶宽占半宽的80%,输出辐值和半脉宽与理论计算基本一致,验证了该结构产生长脉冲的可行性;指出了该结构容易受周围环境导体的影响,外部环境导体距离越远对脉冲输出的影响越小,在螺旋外筒底部与接地导体平板之间填充铁氧体磁芯,可把两者距离从500mm缩减至100mm。     

空间电荷限制流与传导电流的定量关系

 从空间电荷限制流假设、Poisson方程及电子正则动量守恒关系出发,推导了平板形、同轴圆柱和共顶点同轴圆锥三种导体构形的空间电荷流随传导电流变化的广义Poisson方程,给出了求解方法及解的基本特征,分析比较了三种导体构形空间电荷限制流的基本性质。通过推导,计算和分析可得：各种电压条件下传导电流对空间电荷限制（SCL） 流的作用效果不一样,电压越高传导电流提高磁绝缘程度的作用越显著;当几何因子(即高阻抗)较小时其它两种导体的SCL流与平板形相差较大,几何因子较大时与平板形十分接近;同样电压条件下负极性的SCL流比平板形小、正极形正好相反,而相同几何因子条件下同轴圆筒的SCL流比共顶点同轴圆锥的小;在分析研究低阻抗MITL时,采用SCL流的平板近似不会带来大的误差。在描述时变脉冲作用于MITL时,可以通过对SCL流随电压、传导电流变化的曲面函数插值的方法确定各个时刻的磁绝缘状态。     

求解三种导体构形中相对论电子形成的空间电荷限制流

在无横向磁场作用下，真空中损失到金属导体阳极表面的空间电荷限制（SCL）流将达到最大。在无限大平板构形导体中，这个最大的SCL流只与阴阳极电压和间距相关；而对于在磁绝缘传输线（MITL）中广泛应用的同轴圆筒和共顶点同轴圆锥构形，其最大SCL流还与导体的几何因子及极性参量有关。研究这3种典型构形的最大SCL流，是研究横向磁场对SCL流影响规律的起点，是设计同类MITL构形的基础。     

特殊的电像法研究多个导体球的相互作用

推广了一般导体和点电荷电像,用迭代电像法计算了两个导体球之间的作用力与电容,并做了推广以及精确性分析.进一步给出了多个导体球的一般计算方式.作为多导体球问题的例子给出了第三个无静电荷的导体球对两导体球体系的影响.给出了导体作用数值计箅的具体方式,并且为导体相互作用实质提供了清晰的物理图像.     

基于高温超导带材的三通道导体载流特性的仿真研究

本文基于三通道扭曲堆叠导体和准各向同性导体,提出了三通道准各向同性导体.在有限元仿真软件中使用自洽模型对两种导体进行建模,分析并对比了两种三通道导体的临界电流、临界电流各向异性、工程电流密度与导体半径之间的关系.仿真结果表明三通道准各向同性导体在背景场条件下具有使用价值,同时也为提高两种三通道导体工程电流密度提出了建议.     

矩形与圆形截面载流平行双导体间安培力研究

截面形状不同的载流导体在空间中的磁场分布以及对其他导体的安培力,在实际工程应用中有重要意义.本文从理论上分析计算无限长矩形截面和圆形截面载流导体磁场分布,进而对两根平行的矩形截面导体间、圆形截面导体间的安培力进行分析,并利用Matlab软件对磁场分布和安培力做了模拟.结果表明:矩形截面载流导体的磁感线呈近似椭圆状;两平行矩形截面载流导体间的安培力不仅与距离、截面尺寸有关,当距离、截面尺寸一定时还和放置的方向有关.当边长比a/b1时,安培力小于同样面积和载流密度情况下的圆截面导体,且a/b值越小,作用力越大,当a/b1时,大于同样载流情况下的圆截面导体,但随着导体间距增大作用力的差别越来越小.     

格林互易定理

格林互易定理在研究静电场的互易性和解决某些静电场问题时是很有用处的.它的内容很简明:在线性介质中,设有一个静电独立的[1]n 1导体系统,0号导体为参考导体,!号(i=1,2,…,n)导体所带电荷为Qi,电势为vi;此同一导体系统的另一种带电方式如果是i号(i=1,2,…,n)导体所带电荷为Qi,电势为Vi,则在这两种带电方式的电荷与电势之间必有关系式存在。它的证明方法比较多,有的从导体系统的两种带电状态的能量之差只与这两种带电状态本身有关,而与由一种带电状态如何过渡到另一种带电状态的具体方式无关进行证明[1],也有的是先证明它对点电荷系统成立…