電磁場與電磁兼容典型解題思路

1、1.1.確定待求目標(biāo)，積分問題？微分問題？確定待求目標(biāo)，積分問題？微分問題？2.2.根據(jù)場分布特性，選坐標(biāo)系；根據(jù)場分布特性，選坐標(biāo)系；3.3.選擇求解的麥克斯韋方程；選擇求解的麥克斯韋方程；4.4.求解必要的中間變量；求解必要的中間變量；5.5.解畢。解畢。電磁場基本問題解題思路：電磁場基本問題解題思路：半徑為半徑為 a 的無限長直導(dǎo)體圓柱均勻通過電流的無限長直導(dǎo)體圓柱均勻通過電流 I，計算導(dǎo)體內(nèi)外的計算導(dǎo)體內(nèi)外的B B。解：解：軸對稱性，選柱坐標(biāo)，磁場的分布沿軸對稱性，選柱坐標(biāo)，磁場的分布沿 方向方向沿磁感應(yīng)線取沿磁感應(yīng)線取B B的線積分的線積分IBc02dlB a 時時222aIJI20

2、22022aIaIB a 時時20IBII 例例zaI習(xí)題：同軸線和平行雙線單位長度分布電感計算計算同軸線單位長度的自感計算同軸線單位長度的自感分布電感的計算分布電感的計算設(shè)導(dǎo)線上的電流均勻分布，則ILLRRIrIHeeeT1120ln22等效電感平行雙線分布電感計算平行雙線分布電感計算dab000()()ln()ln()ln222eIIIsasbsa sbababbas),(ln2)(ln2001asbaasabbsasILLee求線電荷密度為求線電荷密度為l的無限長帶電直線的電場。的無限長帶電直線的電場。解：解： （1 1）建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系）建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系電荷分布具有軸對稱性，選柱坐標(biāo)系

3、電荷分布具有軸對稱性，選柱坐標(biāo)系（2 2）分析場的分布特征）分析場的分布特征電場沿徑向分布，只有電場沿徑向分布，只有E分量，分量，E=a EzaP(,z )（3 3）根據(jù)場分布作一閉合面）根據(jù)場分布作一閉合面高斯面高斯面取高度為取高度為1的閉合圓柱面，即的閉合圓柱面，即S= a S側(cè)側(cè)+ azS上底上底 - azS下底下底 （4 4）代入高斯定律中計算：）代入高斯定律中計算：0lS2E11dSE02lE 即即02laE l0 時時例例習(xí)題：同軸線和平行雙線單位長度分布電容計算電容： C=Q/U分布電容單位： F/m同軸線分布電容的計算同軸線分布電容的計算設(shè)電容上的電荷均勻分布，則VqCRRql

4、dEVrqERRTT1200ln2221等效電容同軸線分布電容的計算同軸線分布電容的計算平行雙線傳輸線的分布電容計算平行雙線傳輸線的分布電容計算dab0000ln()ln()22()()ln2ln(),qsaqsbVabqsasbabqsab saa0ln( )qCsVas兩導(dǎo)體平板(z=0和z=d)之間的空氣中電場強度為 式中E0和kx為常數(shù)。求磁場強度H的時域表達(dá)式和導(dǎo)體表面電流密度Js。0sincos/yxEe Eztk x V md0000|sin/szzzyxJnHeHEetk x A md0,sinxjk xyE x ze Ez ed000011,cossin/xyyxzjk xx

5、zxEEH x zEeejjzxEe jze kzeA mddd 0000( , ; )=cossinsincos/xxxzxEH x z teztk xddk Eeztk x A md00|sin/sz dzz dyxJnHeHEetk x A md 解：例例判斷媒質(zhì)的性質(zhì)：良導(dǎo)電、弱導(dǎo)電、一般導(dǎo)電媒質(zhì)求解導(dǎo)電媒質(zhì)中的SUPW1,dcorJorJ即求媒質(zhì)中的衰減常數(shù)、相移常數(shù)、波阻抗求電場 或磁場 表達(dá)式求解其他參數(shù)解題思路：EH已知真空中電磁波的電場為已知真空中電磁波的電場為)106cos(7 .378kztEy問此波是否問此波是否UPW？傳播方向？并求傳播方向？并求 f, v, , k,

6、 H 及及 S平均平均。解：解：是是UPWrad/m1068Hz10328fm/s1031800v沿沿 z 方向傳播方向傳播m1fvrad/m22k例例yxyyzEE3771)(10aaaHzjye27 .37aE zjxe21 . 0aH 2*W/m885. 1Re21HES平均海水中一海水中一UPW的的f =1MHz， =4S/m，r=81，求求 ， ， ， ， ，及，及UPW振幅衰減一半所走距離。振幅衰減一半所走距離。解：解：18882r0f40f1)1 ()1 (scjjjRm57. 1422m25. 041121 lem17. 04693. 02lnl例例UPW的電場振幅為的電場振幅

7、為 ，從空氣垂直入，從空氣垂直入射到無耗介質(zhì)平面上（射到無耗介質(zhì)平面上（ ），求），求反射波和透射波電場的振幅。反射波和透射波電場的振幅。解：解：2022020122,133RTR 例例mVEm/10010, 4, 1rr6021,1200020rrmVEREmm/310011mVETEmm/320012利用短路和開路測量特性阻抗利用短路和開路測量特性阻抗 20ZZZSinOinSinOinZZZ0/4/4線實現(xiàn)阻抗變換線實現(xiàn)阻抗變換LinZZZ20)4(LinZZZ)4(0傳輸線問題的典型解題思路傳輸線問題的典型解題思路如例題5-3如例題5-4VSWRVSWR與輸入阻抗與輸入阻抗如例題5-5

8、一特性阻抗為500的平行雙線傳輸線，兩線間介質(zhì)是空氣。由f=1.5MHz的正弦電源供電，終端負(fù)載為C=200pF的電容器，試求：（1）終端到距離終端最近的電壓波腹點及電壓波節(jié)點的距離；（2）若電容器上的電壓有效值U=400V,計算波腹電壓和波腹電流的有效值。 例6110011200150 10vmffLC l/4的開路線可等效為電容，所以終端接電容負(fù)載的傳輸線可以看成延長了一段長度l后的開路線解：(1)06121cot()22001cot()24.085221.5 10200 10500larcCZarcm終端到最近電壓波腹點的距離終端到最近電壓波節(jié)點的距離mll942.2550942.754

9、12942.75085.2410021ll012cot()jjZlC 解： (2)202( )cos()sin()U zUzjZ Iz222cos0cos(24.058)400CUUzU20400549.662cos43.30UV202020sin()4549.6621.099500UIjZUIAZ 波腹電流距離終端/4處波腹電壓即是開路線終端電壓（Z是離負(fù)載的距離）反射損耗反射損耗遠(yuǎn)場遠(yuǎn)場: R 168.1-10 lg( )f rrdB近場電場近場電場: R 321.7-10 lg( )f 3r2r r近場磁場近場磁場: R 14.56+10 lg( )f r2r r總屏蔽效能：總屏蔽效能：SE R1 R2 AB R AB電磁屏蔽效能的計算步驟電磁屏蔽效能的計算步驟A = 20 lg ( e