物理学(祝之光) 交变电磁场2学习资料

§12-4自感互感磁场能量实际线路中的感生电动势问题一.自感现象自感系数self-indutance反抗电流变化的能力(电惯性)演示K合上灯泡A先亮B晚亮K断开B会突闪线圈由于自己线路中的电流的变化而在自己的线路中产生感应电流的现象－－自感现象自感系数的定义非铁磁质单位电流的变化对应的感应电动势

普遍定义由法拉第电磁感应定律例：求长直螺线管的自感系数几何条件如图解：设通电流总长总匝数几何条件介质固有的性质电惯性二.互感现象互感系数mutualinduction12第一个线圈内电流的变化，引起线圈2内的电动势可以证明互感系数非铁磁质由法拉第电磁感应定律有普遍同样有三、磁场的能量电势关系：能量关系：电感线圈的储存的能量将上式变形：磁场能量密度：体积元（dV）内的磁能：例：有一根无限长直的同轴电缆，由两个半径分别为R1和R2同心圆筒组成。其间介质的磁导率为μr在内外圆筒中通以大小相等，方向相反的电流I。试求在长为l的一段电缆内所储藏的磁场能Wm及自感系数L。解：R2＞r＞R1推广：r能量储存在器件中CL存在场中通过平板电容器得出下述结论通过长直螺线管得出下述结论在电磁场中普遍适用各种电场磁场电场磁场类比位移电流、麦克斯韦电磁方程一.涡旋电场与位移电流1.涡旋电场：B变化→E涡

E涡：对q有作用力，电力线闭合，呈涡旋状。2.位移电流电容器充电：传导电流在极板处中断，但磁场仍存在。IB电容器内的B由何产生？分析：电容器极板上，i=dq/dt=Sdσ

/dt而极板间：E=σ/ε

则：dσ

=εdE

产生磁场称为位移电流，其磁效应与I等效。——实质是电通量的变化率。由此可见：B变化→E

E变化→B二.麦克斯韦方程组将描述静电场与稳恒磁场的规律推广到电磁场。描述电磁场规律的方程组。预言了电磁波的存在。1886年由赫兹实验证实。三.电磁波1.何为电磁波：变化的电磁场在空间传播。2.发射（1）电磁振荡电磁能量相互转换，电路中产生周期性电流，电容器极板内产生交变电磁场。(2).发射将C打开，即可发射。见图：C、L小，则发射的电磁波频率较高。C：减小面积L：减小匝数3.性质：波源与波的频率相同。横波，E⊥B，且⊥传播方向。波速：

真空：光速。电磁波谱习题(p376)12-18四.知识介绍电磁波污染及其防护自从人类懂得发电以来，电器的数量和种类一直在不断增长，已成为我们日常生活的一部分，没有它们，我们简直难以生活。但是电器所产生的电磁波的安全性也令人忧虑。电子技术的广泛应用，各种家用电器的日益增多，也使人们的忧虑与日俱增。

1999年5月7日，我国环保总局正式告知新闻界：电磁辐射环境污染确实存在，国家正拟定电磁辐射环境保护对策，并要求对重点电磁辐射环境污染源进行环境影响评价。

影响人类生活环境的电磁污染源可分为天然和人为两大类。人为的电磁污染主要有工频电磁场、射频电磁辐射和微波辐射三大类。其中无线电广播、电视、微波通讯等各种射频设备的辐射，频率范围广，影响区域大。

长时间处于电磁辐射作用下，人很容易产生失眠、嗜睡等植物神经功能紊乱症候群。视个人的身体状况，可能还会伴有白血球下降，视力模糊，心电图改变等临床症状。

鉴于电磁辐射确实能够对人体产生损害这一事实，我国环保局决定，建立重点污染源档案和数据库，建立建全有关电磁辐射建设项目的审批制度，使电磁污染源远离稠密居民区，把电磁污染管理纳入日常环保工作轨道。而目前通常的防护手段是在电磁波传递的途中安设电磁屏蔽装置，使有害的电磁场强度降低至允许范围之内。

一般人只注意到大中型发射设备工作时所产生的电磁辐射对人身的危害，而实际上，现代化办公大楼，新式办公设备，家用电器在居室中产生的电磁辐射要更为突出。专家呼吁长时间坐在计算机屏幕前工作要采取行之有效的防护措施，操作人员要穿防辐射大褂、马甲、围裙等系列用品，视频显示终端必须加装荧光屏防护网同时也可以饮用防辐射茶；不要在近处看电视，使用微波炉要加装防辐射罩，同时，人与正在工作的微波炉至少要保持在两米以外的距离，缩短使用电剃须刀和吹风机的时间。目前许多场合都禁止使用移动电话，例如飞机上、医院里。而且人如果长时间打手机，会出现头晕、恶心，记忆力短暂失忆。专家建议移动电话用户在使用手机时最好使用专用保护型耳机或加装天线电磁辐射防护装置，尽可能地使天线远离人体，特别是头部，减少通话时间。左右耳轮流听电话，同时手机使用者要多吃富含维生素B的食物，以利于调节人体电磁场紊乱状态。科研表明，妇女和儿童是电磁辐射的敏感人群。世界卫生组织认为，在对孕妇及胎儿构成危害的各种污染中，电磁污染的威胁最大。我国最新研制的“护胎宝腰围”可以防护胎儿免受电磁辐射。现在，科研单位正在研制电磁小的家用电器，但对我们来说，当务之急是学会正确使用现有的家电产