第4章 时变电磁场 1.ppt

表明近区内只有电磁能量转换，没有波的传播。 思考 特点: 下 页 上 页 返 回 忽略推迟效应，在某一时刻电场与静电场中电偶极子产生的电场相似，磁场与恒定磁场中元电流产生的磁场相似，称之为似稳场。 时间相位差 与 远区的能量来自何方？ 忽略 的高次项 2. 远区 亦称辐射区 下 页 上 页 返 回 特点: 下 页 上 页 返 回 辐射区电磁场有推迟效应。 E、H、S 空间上正交，时间上同相，有波阻抗 相位相同的点连成的面称为等相位面，辐射区 的电磁波为球面波。 下 页 上 页 返 回 辐射是有方向性的，即 Re——辐射电阻表示天线辐射电磁能量的能力。 表明天线愈长，频率愈高，辐 射能量愈大。 辐射功率为 3. 辐射的方向性 辐射的方向性用两个相互垂直的主平面上的方向图表示。 E 平面是电场所在平面。 E 平面的方向性函数为 下 页 上 页 返 回 图4.6.9 E 平面方向图 第 四 章 时变电磁场 构成方程 下 页 上 页 返 回 麦克斯韦第一、二方程是独立方程，后面两个方程可以从中推得。 静态场和恒定场是时变场的两种特殊形式。 时变电磁场中媒质分界面上的衔接条件的推导方式与前三章类似，归纳如下： 4.2.2 分界面上的衔接条件 ( Boundary Conditions ) 磁场： 电场： 折射定律 下 页 上 页 返 回 结论: 在理想导体内部无电磁场，电磁波发生全反射。 图4.2.1 媒质分界面 例 4.2.1 试推导时变场中理想导体与理想介质分界面上的衔接条件。 分析：在理想导体中 下 页 上 页 返 回 。 为有限值，当 。 根据衔接条件 分界面介质侧的场量 导体表面有感应的面电荷和面电流。 下 页 上 页 返 回 这是因为微波碰上金属制品将发生“短路”和反射现象。如果把食物盛在金属容器里加热，即使烧上一个小时，容器中的食物温度也不会升高，这是因为微波遇到金属容器后立即全部反射回去，食物得不到热源加热。更危险的事还在后头，因为高频微波全部反射回去，就形成了电子技术上的“高频短路”，这会导致发射微波的电子管阳极产生高温，烧到发红而损坏。  微波炉里为什么不能放入金属？ 微波是一种波长极短的电磁波，波长在1mm到1m之间，其相应频率在300GHz至300MHz之间。为了防止微波对无线电通信、广播和雷达的干扰，国际上规定用于微波加热和微波干燥的频率有四段，分别为：L段，频率为890～940MHz，中心波长0.330m；S段，频率为2400～2500MHz，中心波长为0.122m；C段，频率为5725～5875MHz，中心波长为0.052m；K段，频率为22000～22250MHz，中心波长为0.008m。家用微波炉中仅用L段和S段。 微波是在电真空器件或半导体器件上通以直流电或50Hz的交流电，利用电子在磁场中作特殊运动来获得的。家用微波炉中应用的是磁控管，通过磁控管把电能转换为微波能。磁控管有脉冲磁控管和连续磁控管两种。微波炉中应用的是连续波磁控管。微波的传播速度接近光速，它在传播过程中能够发生反射和折射它有三个与加热相关的重要特性。微波遇到金属物体，如银、铜、铝等会像镜子反射可见光一样被反射。因此，常用金属隔离微波。微波炉中常用金属制作箱体和波导，用金属网外加钢化玻璃制作炉门观察窗。微波遇到绝缘材料，例如玻璃、塑料、陶瓷、云母等，会像光透过玻璃一样顺利通过。因此，常用绝缘材料制作盘碟，而不影响加热效果。微波遇到含水或含脂肪的食品，能够被大量吸收，并转化为热能。微波炉就是利用这个特性来加热食品的。 4.3.1 动态位及其微分方程 (Kinetic Potentials and It’s Differential Equations) 从Maxwell方程组出发, 称为动态位，是时间和空间坐标的函数。 Kinetic Potentials and Integral Solutions 4.3 动态位及其积分解 下 页 上 页 返 回 无源场存在矢量位函数。 无旋场存在标量位函数。 经整理后，得 由 由 （2） （1） 洛仑兹条件 定义A 的散度 下 页 上 页 返 回 矢量恒等式 达朗贝尔方程(Dalangbaier Equation) 说明 下 页 上 页 返 回 洛仑兹条件是电流连续性原理的体现。 若场量不随时间变化，波动方程蜕变为泊松方程 简化了动态位与场源之间的关系; 确定了 的值，与 共同确定 A； 若激励