1、华侨大学信息科学与工程学院Email: 林志立 电磁学 绪论QQ群: 200310752第 2页* 华侨大学 电磁学 课程教研组绪论1. 电磁学 的研究对象和基本内容2. 电磁学 的地位与应用3. 电磁学 发展简史4. 电磁学 课程简介和考核方式第 3页* 华侨大学 电磁学 课程教研组1、 电磁学 的研究对象和基本内容电荷、电流产生电场、磁场的规律;电场、磁场对电荷、电流的作用;物质的电磁特性;电路;电磁场与物质的相互作用;电场和磁场的相互关系;电磁波。 研究对象:基本内容 :静电场;静电场中的物质;恒定电流;恒定磁场;电磁感应;磁介质;交流电;电磁场与电磁波。本课程内容共分 9章:0 矢量代
2、数与分析 ; 1 静电场; 2 静电场中的导体的电介质; 3 恒定电流; 4 恒定磁场; 5 电磁感应和暂态过程; 6 磁介质; 7交流电; 8 麦克斯韦电磁理论。按性质来分,主要有 “场 ”和 “路 ”两部分。书中的第 1、 2、 4、 5、 6、 8章属于前者,第 3、 7章属于后者。第 4页* 华侨大学 电磁学 课程教研组2、 电磁学 的地位和应用日常生活电器电路,通讯(雷达、卫星、无线、手机)器件,隐身飞机,生物医学,信息存储,等等科学研究电磁学理论,生物电磁学,计算电磁学,地磁学,介电材料,磁性材料,电磁场与电磁波 理工学科之基础当代科学技术的基础理论之一,是生活、学习和就业的必备知
3、识。第 5页* 华侨大学 电磁学 课程教研组2、 电磁学 的地位和应用一 . 电磁炉采用磁场感应电流(又称为涡流)的加热原理,电磁炉是通过电子线路板组成部分产生交变磁场、当用含铁质锅具底部放置炉面时,锅具即切割交变磁力线而在锅具底部金属部分产生交变的电流(即涡流),涡流使锅具铁分子高速无规则运动,分子互相碰撞、摩擦而产生热能(故:电磁炉煮食的热源来自于锅具底部而不是电磁炉本身发热传导给锅具,所以热效率要比所有炊具的效率均高出近 1倍)使器具本身自行高速发热,用来加热和烹饪食物,从而达到煮食的目的。电磁学知识在我们生活中的应用举例:第 6页* 华侨大学 电磁学 课程教研组2、 电磁学 的地位和应
4、用二、微波炉微波炉的基本结构一般由炉腔、炉门、电气电路、定时器、功率分配器、联锁微动开关和热断路器等七部分组成。微波炉实际上就是一台微波发生器 , 它产生的微波频率是 2450兆赫(每秒钟振荡 24.5亿次)。这种微波有一个非常有趣的习性,遇到像肉类、禽蛋、蔬菜这些饱含水分的食物,微波会 “留驻 ”下来,并且 “拖住 ”食物中的水分子和它一起以相同的频率振荡,引起分子与分子之间互相摩擦,摩擦能够产生热量。振荡频率越高,振幅越大,分子间摩擦越剧烈,产生的热量自然越多。第 7页* 华侨大学 电磁学 课程教研组2、 电磁学 的地位和应用三、蓝牙技术随着通信网络的发达,各种通信电缆五花八门,不但办公室
5、中电缆无处不在,家用设备的发展也使居室成了电缆的世界。人们在觉得它们必不可少的同时,又伤透了脑筋,如电缆使用不便,连线频出故障,各种电缆之间无法通用。电缆成为现代通信中的美中不足。为了取消连线,以较低成本实现各设备间的无线通信,诞生了蓝牙 (Bluetooth)技术。蓝牙是一种支持设备短距离通信(一般 10m内)的无线电技术。能在包括移动电话、 PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。蓝牙系统结构图第 8页* 华侨大学 电磁学 课程教研组2、 电磁学 的地位和应用四、磁悬浮列车磁悬浮列车是一种靠磁悬浮力(即磁的吸力和排斥力)来推动的列车。由于其轨道的磁力使之悬浮在
6、空中,行走时不需接触地面,因此其阻力只有空气的阻力。磁悬浮列车的最高速度可以达每小时 500公里以上。磁浮是基于 3个基本原理。第一个原理是当靠近金属的磁场改变,金属上的电子会移动,并且产生电流。第二个原理就是电流的磁效应。当电流在电线或一块金属中流动时,会产生磁场。通电的线圈就成了一块磁铁。磁浮的第三个原理我们就再熟悉不过了,磁铁间会彼此作用,同极性相斥,异极性相吸。第 9页* 华侨大学 电磁学 课程教研组3、 电磁学 的发展简史时间 大事 发现人 公元前七世纪 发现磁石 管子 (中国 ) (泰勒斯 希腊 ) 公元前二世纪 静电吸引 西汉初年不详 1600年 地磁论 论述磁并导入 “电的 ”
7、 (吉尔伯特 英国 )1745年 莱顿瓶,电容器的原形,存贮电 (穆欣布罗克荷兰莱顿 ) (克莱斯特德国 ) 1747年 电荷守恒定律 (正,负电的引入) (富兰克林 美国 ) 1754年 避雷针 (电的实际应用) (狄维施 ) 1785年 库仑定律 电磁学进入科学行列 (库仑 法国 ) 1799年 发明电池 提供较长时间的电流 (伏打 意大利 ) 1820年 电流的磁效应(电产生磁) (奥斯特丹麦 )(安培 法国 ) (毕奥,萨伐尔 ) 1826年 欧姆定律 (欧姆 ) 1831年 电磁感应现象(磁产生电) (法拉第 英国 ) 1834年 楞次定律 楞次 1865年 麦克斯韦方程组建立了电磁
8、学理论,预言了电磁波 (麦克斯韦 ) 1888年 实验证实电磁波存在 (赫兹 德国 ) 1896年 光速公式 (洛仑兹 )第 10页* 华侨大学 电磁学 课程教研组3、 电磁学 的发展简史(1)人类对于电磁现象表面性质的认识公元前 585年, 希腊哲学家泰勒斯 (Thales)已记载了用木块摩擦过的琥珀吸引碎草 等轻小物体,以及天然磁矿石吸引铁的现象。磁石可以吸引一串铁片、具有磁极、相同磁极相排斥、弱磁可被强磁改变磁极、磁石制成罗盘用于航海。这一相当长时间琥珀与磁石的性质被看成是其固有的性质。春秋战国时期(公元前 770-221年),已有 “ 山上有慈石者,其下有铜金 ” , “ 慈石名铁,或引之也 ” 等磁石吸铁的记载。东汉已有指南针的前身 司南勺 。在北宋时,已有利用地磁场进行人工磁化制作指南鱼或用磁石磨针制作指南针,并用于航海 .司南勺 实际上就是一块磁石 ,勺柄是 S极 ,指向地磁北极 ,也就是地理南极。