電磁兼容理論基礎(chǔ)

關(guān)于電磁兼容理論基礎(chǔ)1第1頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月22.1各種信號(hào)的頻譜分析2.1.1信號(hào)的分類信號(hào)分類多種多樣，從信號(hào)函數(shù)自變量和幅度的取值形式出發(fā)，基本上可以分為連續(xù)信號(hào)和離散信號(hào)兩大類。第2頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月連續(xù)時(shí)間信號(hào)如果信號(hào)隨時(shí)間連續(xù)變化，也就是在觀測過程的連續(xù)時(shí)間范圍內(nèi)信號(hào)函數(shù)有定義，則稱連續(xù)時(shí)間信號(hào)，用表示，如圖所示：第3頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月離散時(shí)間信號(hào)若信號(hào)函數(shù)僅在規(guī)定的離散時(shí)刻定義，則稱離散時(shí)間信號(hào)，用表示，是某特定時(shí)刻，右圖表示每相鄰兩個(gè)時(shí)刻的時(shí)間間隔相等的離散時(shí)間信號(hào)，離散信號(hào)的時(shí)間間隔也可以不相等。

第4頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月工程中遇見的信號(hào)就其變化規(guī)律的特性來劃分，可粗略歸結(jié)為確定信號(hào)和隨機(jī)信號(hào)兩類，這是根據(jù)信號(hào)能否用明確的數(shù)學(xué)函數(shù)關(guān)系描述進(jìn)行分類的。

第5頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月確定信號(hào)如果信號(hào)的未來值可以用某個(gè)函數(shù)準(zhǔn)確地描述，則這類時(shí)間信號(hào)稱為確定信號(hào)，如正弦信號(hào)，它可以用正弦函數(shù)描述，給定的某一時(shí)刻就可確定相應(yīng)的函數(shù)值，所以在相同條件下能夠準(zhǔn)確地重現(xiàn)。第6頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月隨機(jī)信號(hào)如果給定任一時(shí)刻，信號(hào)的值是隨機(jī)的，換句話說信號(hào)的未來值不能用精確的時(shí)間函數(shù)來描述，無法準(zhǔn)確地預(yù)測，在相同條件下也不能準(zhǔn)確地重現(xiàn)，則稱該信號(hào)為不確定信號(hào)或隨機(jī)信號(hào)。隨機(jī)信號(hào)幅度的取值在任一時(shí)刻是隨機(jī)的，所發(fā)生的物理過程是個(gè)隨機(jī)過程，人們可以用實(shí)函數(shù)表示其樣本函數(shù)的集合，如圖所示：第7頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月隨機(jī)信號(hào)第8頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月綜述

信號(hào)

確定信號(hào)隨機(jī)信號(hào)周期信號(hào)

非周期信號(hào)平穩(wěn)隨機(jī)信號(hào)非平穩(wěn)隨機(jī)信號(hào)簡諧周期信號(hào)復(fù)雜周期信號(hào)準(zhǔn)周期信號(hào)瞬變信號(hào)各態(tài)歷經(jīng)過程非各態(tài)歷經(jīng)過程一般非平穩(wěn)隨機(jī)過程瞬變隨機(jī)過程第9頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2信號(hào)的時(shí)域分析與頻域分析用不同的時(shí)間函數(shù)描述具有不同形式的信號(hào)波形稱為信號(hào)的時(shí)域分析。頻域分析是對(duì)信號(hào)在頻率域內(nèi)進(jìn)行分析，將分析的結(jié)果繪成以頻率為坐標(biāo)的各種物理量的譜線和曲線，可得到各種幅值譜、相位譜、功率譜和各種譜密度等。信號(hào)的時(shí)域分析與頻域分析既相互獨(dú)立又密切相關(guān)，可以通過傅立葉變換把它們聯(lián)系起來并互相轉(zhuǎn)換。第10頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月11信號(hào)頻譜正弦信號(hào)是使用最為廣泛的信號(hào)。從數(shù)學(xué)看，無論周期信號(hào)還是非周期信號(hào)，都可以借助傅立葉級(jí)數(shù)或傅立葉變換將其分解為“一系列”不同頻率的正弦信號(hào)的線性組合。對(duì)于周期性電磁騷擾信號(hào)，可以在時(shí)域進(jìn)行波形分析，確定其周期、峰值、上升（下降）沿時(shí)間等主要的表征參數(shù)。同時(shí)，也可以采用傅立葉級(jí)數(shù)進(jìn)行頻譜分析，得到其頻譜、頻帶寬度等特性。對(duì)于非周期性電磁干擾信號(hào)，可以在時(shí)域進(jìn)行波形分析，從而確定其上升（下降）沿時(shí)間、持續(xù)時(shí)間、峰值等主要的表征參數(shù)，也可以得到頻譜、頻帶寬度等特性。第11頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月12傅立葉變換與逆變換定義：f(t)在無限空間內(nèi)絕對(duì)可積。第12頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月13傅立葉變換以T為周期的函數(shù)，滿足狄里赫勒條件：在一個(gè)周期內(nèi)只有有限個(gè)不連續(xù)點(diǎn)；在一個(gè)周期內(nèi)只有有限個(gè)極大值點(diǎn)和極小值點(diǎn)；f(t)在一個(gè)周期絕對(duì)可積。第13頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月14第14頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月15第15頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月16在電氣工程領(lǐng)域，傅立葉級(jí)數(shù)如下：第16頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月17在電氣工程領(lǐng)域，傅立葉級(jí)數(shù)如下：第17頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月18傅立葉級(jí)數(shù)表明，任意一個(gè)周期信號(hào)都可以用它的直流分量、基波分量和各次諧波分量來表示，即這些頻率分量組成了該周期信號(hào)。頻譜—頻率特性。以角頻率為橫坐標(biāo)畫出的各個(gè)頻率分量的圖形稱為頻譜圖，其中，已各個(gè)頻率分量振幅（或有效值）畫出的頻譜圖稱為幅度頻譜。--幅頻特性。已各個(gè)頻率分量初相位畫出的頻譜圖稱為相位圖—相頻特性。第18頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月19第19頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月20第20頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月21第21頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月22第22頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月23第23頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月24第24頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月25頻譜密度周期信號(hào)：表明：周期信號(hào)可以分解為無限多個(gè)頻率為nω0

、復(fù)振幅為Fn

的復(fù)數(shù)分量的離散和，其頻譜是離散的。第25頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月26頻譜密度非周期信號(hào)：表明：非周期信號(hào)可以分解為無限多個(gè)頻率為ω復(fù)振幅為F(ω)dω/2π的指數(shù)分量ejωt

的連續(xù)和（積分），其頻率是連續(xù)的，用F(ω)

來描述非周期信號(hào)的頻譜特性。第26頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月27頻譜密度F(ω)是單位頻帶的復(fù)振幅，具有密度概念，故稱為頻譜密度函數(shù)。第27頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月第28頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月圖1閉合刀閘時(shí)域特性

閉合刀閘時(shí)域特性第29頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月閉合刀閘頻域特性

第30頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月某信號(hào)的時(shí)域波形第31頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月對(duì)應(yīng)的頻域波形第32頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月1.連續(xù)時(shí)間周期信號(hào)分析數(shù)學(xué)上已經(jīng)證明，具有周期T的周期信號(hào)在任意起始時(shí)刻起的一個(gè)周期內(nèi)滿足狄里赫利條件，就可以分解為傅立葉級(jí)數(shù)。此條件下任一周期信號(hào)可以用三角函數(shù)(正弦型函數(shù))的線性組合來表示，稱為三角形式的傅立葉級(jí)數(shù)展開，即第33頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月也可寫成下述形式：第34頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月上述周期信號(hào)展開成傅立葉級(jí)數(shù)的物理意義是十分明確的，它表明一個(gè)周期信號(hào)可分解成直流分量與一系列諧波分量之和?；蛘哒f周期信號(hào)可看作是由一個(gè)直流分量和一系列諧波分量疊加而成。第35頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

傅立葉級(jí)數(shù)展開式除用三角函數(shù)形式表示外，還可以用復(fù)指數(shù)形式表示。三角傅立葉級(jí)數(shù)和復(fù)指數(shù)傅立葉級(jí)數(shù)實(shí)質(zhì)上是同一級(jí)數(shù)的兩種表現(xiàn)形式，復(fù)指數(shù)形式的傅立葉級(jí)數(shù)表示式可得：第36頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月總之，上述兩種不同形式的傅立葉級(jí)數(shù)均表明，任意波形的周期信號(hào)都可以分解為由兩種基本連續(xù)時(shí)間信號(hào)，即正弦信號(hào)或復(fù)指數(shù)信號(hào)所組成。所以都屬于用時(shí)間函數(shù)表示的時(shí)域分析范疇。不同形狀的周期信號(hào)，只是組成的各個(gè)諧波的頻率、幅度和初相位有所不同而已。第37頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月2.連續(xù)時(shí)間非周期信號(hào)分析凡信號(hào)波形在區(qū)間不再重復(fù)出現(xiàn)，時(shí)間非周期信號(hào)。從數(shù)學(xué)上可認(rèn)為，它是周期趨于即信號(hào)函數(shù)不存在，則該信號(hào)稱為連續(xù)無限的周期信號(hào)。根據(jù)周期信號(hào)的傅立葉級(jí)數(shù)表示式為第38頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月可以得到非周期信號(hào)的傅立葉級(jí)數(shù)常用的傅立葉變換的性質(zhì)見下表：第39頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月第40頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月常用的傅立葉變換對(duì)

第41頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月第42頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月第43頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月3.離散時(shí)間周期信號(hào)(周期序列)分析

離散時(shí)間信號(hào)是一個(gè)在離散時(shí)刻取有限值的信號(hào)。它可以是客觀存在的信號(hào)，也可以是一個(gè)時(shí)間連續(xù)的模擬信號(hào)按一定時(shí)間間隔T逐點(diǎn)抽取其瞬時(shí)值。第44頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

一個(gè)連續(xù)時(shí)間周期信號(hào)是無限多個(gè)呈諧波關(guān)系的復(fù)指數(shù)信號(hào)的線性組合，即考慮到周期序列在滿足為有理數(shù)時(shí)，是連續(xù)周期信號(hào)在時(shí)間上的離散化，所以一個(gè)周期序列在時(shí)域也可以用復(fù)指數(shù)序列形式的傅立葉級(jí)數(shù)來表示，將t=nT代入上述第一式可得：第45頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月說明：

T為時(shí)域取樣間隔；

Ω=ωt為離散域頻率或稱其為數(shù)字頻率。

第46頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

在連續(xù)域傅立葉級(jí)數(shù)可表示為具有無限多個(gè)頻譜分量，而在離散域只含有有限個(gè)諧波分量，總共諧波數(shù)為由于

使上式求和的上下限僅有項(xiàng)，即上式即離散傅立葉級(jí)數(shù)。

第47頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月4.離散時(shí)間非周期信號(hào)(非周期序列)分析

離散時(shí)間傅立葉變換就是離散時(shí)間信號(hào)從時(shí)域變換到頻域和從頻域變換到時(shí)域的一對(duì)線性變換。由于在時(shí)間上是連續(xù)的，因此它的頻譜變化規(guī)律如前面所討論的，時(shí)域取樣信號(hào)是以取樣頻率為周期的周期連續(xù)頻譜，即第48頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

與

構(gòu)成離散時(shí)間非周期傅立葉變換對(duì)。第49頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月2.1.3傅立葉變換的應(yīng)用根據(jù)以上分析可以清楚地認(rèn)識(shí)到，傅立葉變換是信號(hào)分析和處理中將信號(hào)由時(shí)間域轉(zhuǎn)換到頻率域而進(jìn)行頻譜分析的基本數(shù)學(xué)工具。運(yùn)用傅立葉反變換，可將信號(hào)由頻域的頻率函數(shù)變換成時(shí)間域的時(shí)間函數(shù)。因此傅立葉正反變換給出了信號(hào)特性的時(shí)間域和頻率域的對(duì)應(yīng)關(guān)系?，F(xiàn)舉例說明傅立葉變換在信號(hào)分析和電磁兼容工程中的應(yīng)用。第50頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月例非周期信號(hào)矩形波為

0，其余應(yīng)用傅立葉變換分析其頻譜函數(shù)。

第51頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

通常

的頻譜函數(shù)可直接應(yīng)用傅立葉變換公式計(jì)算。根據(jù)傅立葉變換性質(zhì)的線性特性和時(shí)頻展縮特性來獲得的頻譜函數(shù)。其頻譜函數(shù)為：頻譜曲線如下圖所示

第52頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月基于Matlab的快速傅立葉變換（FFT）figure(1);plot(a(:,1),a(:,2));figure(2);ts=1.00e-5;fmax=1/tsN=length(a(:,1));fs=fmax/N;fs=0:fs:(N-1)*fsAf=abs(fft(a(:,2)));plot(fs(1:N/2),abs(Af(1:N/2)/N*2));semilogx(fs(1:N/2),abs(Af(1:N/2)/N*2));gridon;第53頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2路的概念--電路與磁路2.2.1電路電路是由若干電氣器件或設(shè)備，按一定的方式和規(guī)律組成的總體，它構(gòu)成電流的通路。隨著電流的流通，電路實(shí)現(xiàn)了電能的傳輸、分配和轉(zhuǎn)換；或者實(shí)現(xiàn)各種電信號(hào)的傳遞、處理和測量。電路的基本組成為4部分：電源、負(fù)載、連接導(dǎo)線和開關(guān)。第54頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

在對(duì)電路進(jìn)行分析時(shí)，往往在一定條件下，對(duì)實(shí)際電氣器件加以理想化，略去其次要性質(zhì)，用一個(gè)足以表征實(shí)際器件主要性質(zhì)的理想元件來表示。理想元件就是可精確定義并能表征實(shí)際器件的主要電磁性質(zhì)的一種理想化元件。

第55頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月理想電源

實(shí)際電路中，電源向各種用電設(shè)備提供能量。實(shí)際電源種類繁多，但在一定條件下構(gòu)成電路模型時(shí)，電源通常有理想電壓源和理想電流源兩種，它們均屬有源二端理想元件。第56頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月理想電壓源理想電壓源無論外部電壓如何，其端電壓總能保持定值或一定的時(shí)間函數(shù)。理想電壓源的端電壓與通過它自身的電流大小無關(guān)，其電壓總保持定值或?yàn)槟辰o定的時(shí)間的函數(shù)。第57頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月理想電壓源

第58頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月理想電流源理想電流源無論外部電路如何，其輸出電流總保持定值或一定的時(shí)間函數(shù)。理想電流源的輸出電流與其兩端電壓大小無關(guān)，其電流總保持定值或?yàn)槟辰o定的時(shí)間函數(shù)。第59頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月理想電流源第60頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月電阻元件

電阻元件是從對(duì)電流呈現(xiàn)阻力而且消耗電能的實(shí)際電氣器件中抽象出來的理想化元件。任何兩端元件，如果在任何時(shí)刻，其兩端電壓和通過元件的電流之間的關(guān)系可以在伏安特性平面上用曲線表示，則稱為電阻元件。第61頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月電感元件

電感元件是實(shí)際電感器的理想化元件，它體現(xiàn)了元件儲(chǔ)存磁場能量的性質(zhì)。任意兩端元件，如果在任意時(shí)刻，其電流和由它產(chǎn)生的磁鏈之間的關(guān)系可以在平面上用曲線來表示，則稱其為電感元件。第62頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月電感元件

其值為自感磁鏈與電流之比，即

電感元件上任意時(shí)刻的電壓與電流有下列關(guān)系：

這就是電感元件的特性方程。第63頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月電容元件

電容元件是實(shí)際電容器的理想化元件，它體現(xiàn)了元件儲(chǔ)存電場能量的性質(zhì)。任意兩端元件，如果在任意時(shí)刻，其極板上的電荷和元件兩端的電壓之間的關(guān)系可以在平面上用曲線來表示，則稱其為電容元件。第64頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月電容元件

對(duì)于線性電容元件，其電容值C為一正實(shí)常數(shù)。其值為電容任一極板上積累的電荷量與其上的電壓的比值，即。電容元件的特性方程為

從特性方程可知，在某一時(shí)刻電容器的電流取決該時(shí)刻電容器兩端電壓的變化率。第65頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月66元件的非理想特性在傳導(dǎo)耦合分析中，一個(gè)重要的工作就是傳導(dǎo)電路的建模，此時(shí)，必須考慮實(shí)際電路各個(gè)元件的非理想特性。例如：導(dǎo)線、電路板印制線、元件引線、電阻元件、電容元件、電感元件、鐵氧體扼流圈、磁環(huán)等元器件。第66頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月67導(dǎo)線是實(shí)際電路中的一類重要元件，導(dǎo)線的非理想性主要體現(xiàn)在導(dǎo)線的電阻和電感效應(yīng)方面。當(dāng)信號(hào)頻率較高時(shí)，導(dǎo)線的電感效應(yīng)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其電阻效應(yīng)。在直流情況下，導(dǎo)線中的電流均勻分布在橫街面上。圓形導(dǎo)線的單位長直流電阻為：第67頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月68隨頻率的升高，集膚效應(yīng)將導(dǎo)致導(dǎo)線截面上的電流向?qū)Ь€邊緣分布，集膚深度為：信號(hào)頻率越高，集膚深度越小。當(dāng)集膚深度遠(yuǎn)小于導(dǎo)線半徑時(shí)，電流將主要分布在具有集膚深度的導(dǎo)體表面附近的帶狀區(qū)域。此時(shí)導(dǎo)線只利用了其很薄的一部分金屬。第68頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月69第69頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月70對(duì)于具有半徑相等和間距恒定的平行導(dǎo)線，當(dāng)導(dǎo)線的間距大于五倍及以上導(dǎo)線半徑時(shí)，導(dǎo)線之間的鄰近效應(yīng)可以忽略不計(jì)。此時(shí)，導(dǎo)線單位長電感為：第70頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月71第71頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月72第72頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月73第73頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2.2磁路

磁通(磁力線)所通過的閉合路徑稱為磁路。線圈中通以電流就會(huì)產(chǎn)生磁場，磁力線將分布在線圈周圍的整個(gè)空間。如下圖：第74頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

如果我們把線圈繞在鐵芯上如下圖所示，則由于鐵磁物質(zhì)的優(yōu)良導(dǎo)磁性能，電流所產(chǎn)生的磁力線基本上都局限在鐵芯內(nèi)。不僅如此，在同樣大小的電流作用下，有鐵芯時(shí)磁通將大大增加。也就是說，用較小的電流可以產(chǎn)生較大的磁通。這就是在電磁器件中采用鐵芯的原因。第75頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月76第76頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月磁路中的基本單位

在磁場中畫一些曲線，使這些曲線上任何一點(diǎn)的切線都在該點(diǎn)的磁場方向上，這些曲線就稱為磁通。磁場的強(qiáng)弱和方向可用灑鐵屑的方法以磁力線的形式表示出來。磁通(磁力線)的單位在國際單位制中為韋伯，簡稱韋，單位符號(hào)Wb。第77頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

除了用磁通外，我們還要用到磁通密度這一物理量，它是在與磁場相垂直的單位面積內(nèi)的磁通，在均勻磁場中式中就是與磁場相垂直的面積S中所有的磁通。磁通密度是表示磁路中某一點(diǎn)的磁場性質(zhì)的。在國際單位制中，磁通密度B的單位為特斯拉(Tesla)，簡稱特，單位符號(hào)T。特斯拉即韋/米2。磁通密度第78頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

磁場是由電流產(chǎn)生的。在磁路中，電流越大，線圈匝數(shù)越多，產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度越強(qiáng)。即取決于電流與線圈匝數(shù)的乘積。這一乘積叫做磁動(dòng)勢或磁通勢。以F表示，即

磁動(dòng)勢是磁路中產(chǎn)生磁通的“推動(dòng)力”。磁動(dòng)勢的國際制單位為安(A)。磁動(dòng)勢第79頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

磁場的強(qiáng)弱用磁場強(qiáng)度H表示。對(duì)于粗細(xì)均勻的磁路來說，若磁路的平均長度(即磁路中心線的長度)為l，則即，磁場強(qiáng)度是磁力線路徑每單位長度的磁動(dòng)勢。在國際單位制中H的單位是安/米()磁場強(qiáng)度第80頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

磁導(dǎo)率與磁場強(qiáng)度的乘積稱為磁感應(yīng)強(qiáng)度B，即在相同的磁場強(qiáng)度的情況下，物質(zhì)的磁導(dǎo)率越高，整體的磁場效應(yīng)將越強(qiáng)，由前述可知，磁場強(qiáng)度H是正比于電流I的，因此，磁感應(yīng)強(qiáng)度(磁通密度)B既體現(xiàn)勵(lì)磁電流大小，又體現(xiàn)磁性材料性質(zhì)的一個(gè)反映整體磁場強(qiáng)弱的物理量。

磁感應(yīng)強(qiáng)度第81頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月磁路的基本定律

(1)

磁路的歐姆定律

磁動(dòng)勢是磁路中產(chǎn)生磁通的根源。當(dāng)磁路中有磁動(dòng)勢存在時(shí)，便有磁通通過，其大小為

當(dāng)磁通通過由某種磁性材料組成的磁路時(shí)，將受到該材料對(duì)磁通的阻礙作用。如用磁阻

來表示這一阻礙，上式可以寫成第82頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月安培環(huán)路定律如圖：第83頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月磁路里的磁通經(jīng)過變換可以寫成

第84頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

稱為安培環(huán)路定理。式中H1l1

，H2l2和H3l3稱為磁路各段的磁壓降。上式說明，磁路中任一個(gè)閉合路徑上的磁壓降的代數(shù)和等于總磁動(dòng)勢。此式與電路中的基爾霍夫電壓定律相似，故又稱為磁路的基爾霍夫定律。第85頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月2.3場的概念--電磁場原理當(dāng)電荷和電流隨時(shí)間變化時(shí)，在周圍空間會(huì)發(fā)現(xiàn)變化的電場和磁場，并且電場和磁場間存在著不可分割的聯(lián)系，形成統(tǒng)一的電磁場。在靜電場中，電場是由電荷引起的，這個(gè)電場是符合守恒性的。但是，在時(shí)變場中，當(dāng)場量隨時(shí)間變化時(shí)，不僅電荷產(chǎn)生電場，而且磁場的變化也會(huì)產(chǎn)生電場。后者便是普通物理學(xué)中已經(jīng)討論過的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。第86頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

按照法拉第電磁感應(yīng)定律，設(shè)有導(dǎo)線構(gòu)成的閉合回路l，當(dāng)穿過以這個(gè)回路為周界的曲面的磁通隨時(shí)間變化時(shí)，在回路中將引起感應(yīng)電動(dòng)勢

如圖所示：第87頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

當(dāng)回路運(yùn)動(dòng)時(shí)，還應(yīng)加上回路切割磁場產(chǎn)生的電動(dòng)勢則回路中的總感應(yīng)電動(dòng)勢為

第88頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

通過上式可見，出現(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)勢是時(shí)變電磁場本身屬性的一種表現(xiàn)，它的大小與回路l的導(dǎo)電性能無關(guān)。又因?qū)﹂]合回路而言，其感應(yīng)電動(dòng)勢等于感應(yīng)電場沿回路的線積分。故得

上式說明，時(shí)變電磁場的電場強(qiáng)度不符合守恒性，因?yàn)槌穗姾梢鸬碾妶鐾膺€有電磁感應(yīng)引起的電場，而后者是不符合守恒性的?？梢姡瑫r(shí)變電磁場的電場是和其磁場的變化密切聯(lián)系的。

第89頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月在時(shí)變場情況下的電流連續(xù)性原理，要由更為普遍的規(guī)律——電荷守恒定律導(dǎo)出。第90頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

這里表示電流密度，項(xiàng)具有電流密度的量綱，并和處于相同的地位，稱為位移電流密度。以表之，則

稱為全電流密度。上式表示由任何閉合曲面流出的全電流恒等于零，也叫全電流連續(xù)性原理。將恒定磁場中安培環(huán)路定律表達(dá)式的右方換成全電流。第91頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

該式稱為時(shí)變電磁場的安培環(huán)路定律，又叫全電流定律。它說明不但傳導(dǎo)電流引起磁場，位移電流(即電場的變化)也引起磁場。時(shí)變電磁場的磁場，是與電場的變化密切聯(lián)系的。

第92頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

麥克斯韋通過時(shí)變電磁場的基本方程，即安培環(huán)路定律：

法拉第定律：

高斯定律：

高斯定律：

第93頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

將它們化為對(duì)應(yīng)的微分形式，并加上考慮媒介電磁性能的方程，便得到

全電流定律：

電磁感應(yīng)定律：電通量定律：

磁通量定律：

第94頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

7個(gè)公式，全面表達(dá)了時(shí)變電磁場的基本規(guī)律，稱為電磁場的完整方程組，也叫麥克斯韋方程組。

第95頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月96第96頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月97第97頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月98第98頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月99第99頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月100第100頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月101第101頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月102第102頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月103第103頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月104第104頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月105電磁波TEM、TE、TM波在自由空間傳播的均勻平面電磁波（空間中沒有自由電荷，沒有傳導(dǎo)電流），電場和磁場都沒有和波傳播方向平行的分量，都和傳播方向垂直。此時(shí)，電矢量E，磁矢量H和傳播方向k兩兩垂直。在這種情況下，才可以說電磁波是橫波。沿一定途徑（比如說波導(dǎo)）傳播的電磁波為導(dǎo)行電磁波。根據(jù)麥克斯韋方程，導(dǎo)行電磁波在傳播方向上一般是有E和H分量的。TE波，TM波，TEM波是屬于電磁波的三種模式。TE波指電矢量與傳播方向垂直，或者說傳播方向上沒有電矢量。TM波是指磁矢量與傳播方向垂直。TEM波指電矢量于磁矢量都與傳播方向垂直。第105頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

2.4.1電磁干擾場強(qiáng)的基本單位

高頻、微波電磁干擾場強(qiáng)有3種基本單位：電場強(qiáng)度V/m、磁場強(qiáng)度A/m和功率通量密度W/m2。在一般情況下，V/m、A/m和mV/cm之間不能相互換算。只有在被測場為平面波情況下，三者間才能相互換算。否則，只能“等效換算”。2.4電磁兼容的單位及換算第106頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

場強(qiáng)儀測得的功率通量密度值是矢量模的時(shí)間平均值，即代表電磁場的強(qiáng)度。它的單位W/m2和電場強(qiáng)度單位V/m、磁場強(qiáng)度單位A/m同為電磁干擾場強(qiáng)的基本單位。它們的地位是等同的。第107頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月2.4.2電磁干擾場強(qiáng)的分貝制單位

在電磁干擾場強(qiáng)的測試中，往往會(huì)遇到量值相差非常懸殊(甚至達(dá)千百萬倍的信號(hào))。為了便于表達(dá)、敘述和運(yùn)算(變乘除為加減)，常采用對(duì)數(shù)單位——分貝(dB)。分貝表示兩個(gè)參量的倍率關(guān)系，通常用來表示變化范圍很大的數(shù)值關(guān)系。

兩個(gè)功率電平比值的分貝(dB)為：

其中，P1為某一功率電平；P2為比較的基準(zhǔn)功率電平。

第108頁，課件共124頁，創(chuàng)作于2023年2月

上式中以P2=1μw作為參考基準(zhǔn)功率，P1

的分貝值就用dBμ表示，稱為微瓦貝。dBW、dBm、dBμ和W的換算關(guān)系表示為

P2

還可以nW和pW作為參考基準(zhǔn)功率，分別用dBn(納瓦分貝)和dBp(皮瓦分貝)表示。

第109頁，課件共124頁，創(chuàng)