電磁場(chǎng)與電磁波學(xué)習(xí)心得（二）

1、電磁場(chǎng)與電磁波學(xué)習(xí)心得 電磁場(chǎng)與電磁波 姓名學(xué)號(hào) 趙倬毅080260310電磁場(chǎng)理論的應(yīng)用 經(jīng)過(guò)過(guò)一學(xué)期的學(xué)習(xí)，我們知道電磁場(chǎng)理論是工科電類專業(yè)的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課。它在物理電磁學(xué)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究了宏觀電磁現(xiàn)象的基本規(guī)律和分析方法，是深入理解和分析工程實(shí)際中電磁問(wèn)題所必須掌握的基本知識(shí)，很多實(shí)際工程問(wèn)題只有通過(guò)電磁場(chǎng)才能揭示其本質(zhì)。下面舉例說(shuō)明電磁場(chǎng)理論在實(shí)際工程問(wèn)題中的應(yīng)用。 1、電容式傳感器 電容量和極板面積、極板間的距離，以及極板間所充的介質(zhì)有關(guān)，改變其中任何一項(xiàng)，就可以改變電容量。利用這個(gè)特性，可以構(gòu)成“電容式傳感器”，它可以把物理量的變化轉(zhuǎn)化為電容兩的變化。如果把這個(gè)電容器接在

2、橋式電路中或是一個(gè)振蕩電路中，就可以把電容的變化，轉(zhuǎn)化成電量的變化。經(jīng)過(guò)放大處理，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于原物理量的檢測(cè)或控制。圖1a、1b分別為改變面積和介質(zhì)的電容傳感器原理圖 1a（改變面積）1b（改變介質(zhì)） 圖1電容式傳感器的原理圖 由圖1a得 利用這個(gè)傳感器，可以用來(lái)測(cè)量物體得位移。故 在實(shí)際應(yīng)用中，為了提高傳感器的靈敏度，常常做成差動(dòng)式傳感器。例如圖2所示，為一變面積的差動(dòng)式電容傳感器，其中間為一動(dòng)片，上下兩個(gè)園筒是定片，當(dāng)動(dòng)片上升時(shí)，1c增大2c減小，當(dāng)動(dòng)片下降時(shí)則相反，所以動(dòng)片位置的變化轉(zhuǎn)化成1c、2c的變化。若將其放于橋路中，就可以將電容的變化變換成電壓的變化。 圖2差動(dòng)式電容式傳感器的原

3、理圖 電容式傳感器常常用于測(cè)量零件的尺寸、物位、位移的變化等等。 2、靜電技術(shù)應(yīng)用 任何事物都有兩重性，給人們帶來(lái)許多麻煩的靜電能也能變害為利，它在靜電分選、靜電除塵、靜電分離、靜電植絨、靜電紡紗、靜電噴漆、靜電復(fù)印等等方面大顯身手。靜電分選：是利用各種塑料不同的靜電性能來(lái)進(jìn)行分選的方法。利用靜電進(jìn)行分選，對(duì)于多種混雜在一起的廢舊塑料需通過(guò)多次分選。靜電分選法特別適用于帶極性的聚氯乙烯，分離純度可達(dá)99%。物料經(jīng)饋料系統(tǒng)均勻散布在接地轉(zhuǎn)動(dòng)電極光滑表面上，荷電的物料與接地轉(zhuǎn)輥電極交換，兩種不同靜電性能不同的物料有差異。然后荷電的物料進(jìn)入分選區(qū)，在靜電力、重力、離心力等的合力下落。完成兩種不同電性

4、物料的分離。 靜電復(fù)印?，F(xiàn)在靜電復(fù)印得到廣泛使用。靜電復(fù)印機(jī)的中心部件是一個(gè)可以 旋轉(zhuǎn)的接地的鋁質(zhì)圓柱體，表面鍍一層半導(dǎo)體硒，叫做硒鼓。半導(dǎo)體硒有特殊的光電性質(zhì)：沒(méi)有光照射時(shí)是很好的絕緣體，能保持電荷；受到光的照射立即變成導(dǎo)體，將所帶的電荷導(dǎo)走。復(fù)印每一頁(yè)材料都要經(jīng)過(guò)充電、曝光、顯影、轉(zhuǎn)印等幾個(gè)步驟，這幾個(gè)步驟是在硒鼓轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中依次完成的。充電：由電源使硒鼓表面帶正電荷。曝光：利用光學(xué)系統(tǒng)將原稿上的字跡的像成在硒鼓上。硒鼓上字跡的像，是沒(méi)有光照射的地方，保持著正電荷。其他地方受到了光線的照射，正電荷被導(dǎo)走。這樣，在硒鼓上留下了字跡的“靜電潛像”。這個(gè)像我們看不到，所以稱為潛像。顯影：帶負(fù)

5、電的墨粉被帶正電的“靜電潛像”吸引，并吸附在“靜電潛像”上，顯出墨粉組成的字跡。轉(zhuǎn)印：帶正電的轉(zhuǎn)印電極使輸紙機(jī)構(gòu)送來(lái)的白紙帶正電。帶正電的白紙與硒鼓表面墨粉組成的字跡接觸，將帶負(fù)電的墨粉吸到白紙上。此后，吸附了墨粉的紙送入定影區(qū)，墨粉在高溫下熔化，浸入紙中，形成牢固的字跡。硒鼓則經(jīng)過(guò)清除表面殘留的墨粉和電荷，準(zhǔn)備復(fù)印下一頁(yè)材料。靜電除塵，具有效率高的優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在很多空氣凈化器就是用靜電能吸除空氣中的很小的塵埃，使空氣凈化，靜電在環(huán)境保護(hù)中能發(fā)揮重要作用。以煤作燃料的工廠、電站，每天排出的煙氣帶走大量的煤粉，不僅浪費(fèi)燃料，而且嚴(yán)重地污染環(huán)境.利用靜電除塵可以消除煙氣中的煤粉.除塵器由金屬管a和懸在

6、管中的金屬絲b組成，a接到高壓電源的正極，b接到高壓電源的負(fù)極，它們之間有很強(qiáng)的電場(chǎng)，而且距b越近，場(chǎng)強(qiáng)越大.b附近的空氣分子被強(qiáng)電場(chǎng)電離，成為電子和正離子.正離子被吸到b上，得到電子，又成為分子.電子在向著正極a運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，遇到煙氣中的煤粉，使煤粉帶負(fù)電，吸附到正極a上，最后在重力的作用下落入下面的漏斗中.靜電除塵用于粉塵較多的各種場(chǎng)所，除去有害的微粒，或者回收物資，如回收水泥粉塵。 3.恒定電場(chǎng)應(yīng)用舉例 當(dāng)一定值電流流經(jīng)被檢金屬試件時(shí)，試件兩端的電位差應(yīng)服從歐姆定律： u=ir，由于電流i為恒定值，故電位差u僅取決于試件的電阻r。電阻r是受材料中許多因素影響的，例如試件的幾何形狀、尺度、

7、試件自身的材質(zhì)、試件是否有缺陷存在、缺陷的尺度、方向等。利用電位差與上述因素之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系可以實(shí)現(xiàn)對(duì)試件幾何尺寸的測(cè)量；可以用于材質(zhì)檢驗(yàn)；缺陷檢測(cè)及對(duì)裂紋深度的測(cè)量等等。 裂紋深度測(cè)量原理。當(dāng)電流從被檢工件的檢驗(yàn)部位通過(guò)時(shí)，將形成一定的電流、電位場(chǎng)。如工件表面存在裂紋，隨著裂紋的形位、尺度的不同，它對(duì)電流電位場(chǎng)的影響也不同。利用測(cè)量電位分布的方法來(lái)判斷金屬材料中裂紋的狀況，是電位法測(cè)量裂紋深度的依據(jù)。圖3所示是將四個(gè)電流電極（或稱電流探針）分別直線排列放置在工件的無(wú)裂紋部位（a）和有裂紋部位（b）時(shí)的電流、電位場(chǎng)。一個(gè)恒定的電流通過(guò)電流探針a和b在工件中產(chǎn)生電流場(chǎng)和一個(gè)與材料的組成和結(jié)構(gòu)特性有關(guān)的電位分布，通過(guò)另一對(duì)電極c和d可以檢測(cè)某兩點(diǎn)間的電位差，并在電壓表上顯示。假定與材料有關(guān)的影響因素和幾何尺寸均相同，以相同的電流分別在無(wú)裂紋和有裂紋的試樣上測(cè)試，顯然在測(cè)量極c和d之間無(wú)裂紋試樣的電位差與有裂紋試樣的電位差之間的差異是由裂紋引起的。如果保持試驗(yàn)電流、被檢工件材質(zhì)、厚度不變，而只有裂紋深度變化時(shí)，則該電位差是一個(gè)裂紋