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电磁能量的工作方式与储存和转换

发布时间:2013-03-17

电磁能量的工作方式与储存和转换

上一文我们为大家讲解了电磁的基本现象、电磁的定义、电磁的现象、电磁的现象分析。本文我们将继续深入了解电磁,关于电磁的电磁学定义、电磁能量的工作方式、电磁能量的存储与转换、电磁质量、电磁选矿、电磁辐射。

电磁学定义

电磁学是研究电磁和电磁的相互作用现象,及其规律和应用的物理学分支学科。早期,由于磁现象曾被认为是与电现象独立无关的,同时也由于磁学本身的发展和应用,如近代磁性材料和磁学技术的发展,新的磁效应和磁现象的发现和应用等等,使得磁学的内容不断扩大,所以磁学在实际上也就作为一门和电学相平行的学科来研究了。

电磁学从原来互相独立的两门科学(电学、磁学)发展成为物理学中一个完整的分支学科,主要是基于两个重要的实验发现,即电流的磁效应和变化的磁场的电效应。这两个实验现象,加上麦克斯韦关于变化电场产生磁场的假设,奠定了电磁学的整个理论体系,发展了对现代文明起重大影响的电工和电子技术。

根据近代物理学的观点,磁的现象是由运动电荷所产生的,因而在电学的范围内必然不同程度地包含磁学的内容。所以,电磁学和电学的内容很难截然划分,而“电学”有时也就作为“电磁学”的简称。

麦克斯韦电磁理论的重大意义,不仅在于这个理论支配着一切宏观电磁现象(包括静电、稳恒磁场、电磁感应、电路、电磁波等等),而且在于它将光学现象统一在这个理论框架之内,深刻地影响着人们认识物质世界的思想。
电子的发现,使电磁学和原子与物质结构的理论结合了起来,洛伦兹的电子论把物质的宏观电磁性质归结为原子中电子的效应,统一地解释了电、磁、光现象。

和电磁学密切相关的是经典电动力学,两者在内容上并没有原则的区别。一般说来,电磁学偏重于电磁现象的实验研究,从广泛的电磁现象研究中归纳出电磁学的基本规律;经典电动力学则偏重于理论方面,它以麦克斯韦方程组和洛伦兹力为基础,研究电磁场分布,电磁波的激发、辐射和传播,以及带电粒子与电磁场的相互作用等电磁问题,也可以说,广义的电磁学包含了经典电动力学。

电磁能量的工作方式

在稳定状态下,电流的波形的情况,此时它们的磁通增量△Φ在开关管导通ton时间内的变化,必须等于在反激时间内的变化。

因此可知,如果磁通增量相等的工作点稳定建立时,变压器初级绕组每匝的伏一秒值必然等于次级绕组每匝的伏一秒值。

通过控制开关管的导通占空比,来调定初级峰值电流,然而在开关管关断时,输出电压和次级匝数是恒定的,反激工作时间须自我调节。

在临界状态,反激电流在下一个导通时间之前正好达到零,进一步增加占空比将会引起转换器从完全到不完全能量传递方式时,传递函数将变成带有低输出阻抗的两个极点系统,此时如果需要更多的电能时,脉冲宽度仅需轻微的增加即可。另外,在传递函数中有一个“右半平面零点”,这将在高频段引人180°的相位改变,这也会引起不稳定。

电磁能量的存储与转换

在开关管V导通时为电能的存储阶段,这时可以把变压器看成是一个电感。

可知,当开关管V导通时,初级绕组的电流Ip为线性增加。磁心内的磁感应强度从Br增加到工作峰值Bm。

反激式(Buck Boost)转换器及储能、反激期间的磁化情况,当开关管V关断时,初级电流降到零。次级的整流二极管D1导通,在次级出现感应电流。按照功率恒定的原则,次级绕组的安匝数与初级绕组的安匝数相等。

在反激期间,反激电流逐渐下降到零。

对于完全能量转换情况,反激时间总是小于toff时间。在反激时间内,磁心b磁通密度将从Bm下降到剩余磁通密度Bro次级电流将以某工速率衰减,此速率由次级电压和次级电感来决定,因此U's为次级绕组上的电压,Ls为折算到次级的变压器电感)。

电磁质量

电子质量中起源于电磁场的部分。它的数值可以从匀速运动电子的电磁场动量或依据,质能关系式从静止电子的静电场能量作出估计。在电子论的发展初期,曾假定电子的电磁质量等于在实验中测定的质量。并由此算出他的半径,这半径称为电子的经典半径。

当物体具有电场或具有磁场时,对此物体进行电屏蔽或磁屏蔽,用天平称量,全部装置(包括屏蔽体),称量出的数据与未有电场或磁场是不相同的。天平称量得到的数据是质量,由于对物体进行了屏蔽,称量过程对天平是没有干扰。称量结果数据是有效的。由此,对同一物体来说,除了常规质量,还存在电磁质量。

电磁选矿

1、用电磁场的磁力选矿

2、
磁力选矿和电力选矿的总称

电磁辐射

电磁辐射又称电子烟雾,是由空间共同移送的电能量和磁能量所组成,而该能量是由电荷移动所产生;举例说,正在发射讯号的射频天线所发出的移动电荷,便会产生电磁能量。电磁“频谱”包括形形色色的电磁辐射,从极低频的电磁辐射至极高频的电磁辐射。两者之间还有无线电波、微波、红外线、可见光和紫外光等。电磁频谱中射频部分的一般定义,是指频率约由3千赫至300吉赫的辐射。

本文们为大家讲解了电磁的电磁学定义、电磁能量的工作方式、电磁能量的存储与转换、电磁质量、电磁选矿、电磁辐射。希望对有需要的读者有所帮助。
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