平板电介质稳定电极化时的场强分布

应用麦克斯威电磁场方程组，求解处在处电场里的平板电介质样品，当其电荷密度ρ（ｘ）和极化强度Ｐ（ｘ）的任意稳定分布时，样品内外场强分布的普遍公式；指出实验验证方法，给出在均匀极化条件下常用的场强公式。     

第二讲 电磁场——统一的电磁场分为矛盾着的电场和磁场

世界上有一种东西,无形无影,存在于一切东西里边,甚至在真空里面也存在。虽然在空间看不见,摸不着,但用一定的手段,可以表明它确实存在,这便是电磁场。在第一讲里讲过了电,电磁场便是由电所产生,而且和电形影不离,总是在一起。最简单的是电场。只要空间中存在一个电荷,这个电荷便会向四面八方发出电力线,这便是电场。这个电场是成球状,向周围空间扩展,直至无穷远。电场离电荷近就强,离电荷远就弱,遵从下列公式:     

小波-伽辽金有限元法及其在电磁场数值计算中的应用

在分析国内外研究现状,综合前人工作的基础上,将一般紧支集正交小波应用于电磁场的数值分析和计算。首先,导出了适用于含多种媒质边值问题数值计算的小波－伽辽金有限元模型,然后给出了一种新的处理一般边界条件的通用方法,最后提出了小波－伽辽金有限元法中任意点关联系数值精确的时域计算方法。计算实例表明：与现有其它有限元类算法相比较,文中算法具有数值解精度高、冲分简便、灵活,并能提供整体任意给定精度分层解等优点     

洛仑兹力的宏观表现

磁场中运动电荷所受洛伦兹力恒与运动方向垂直,因此做功恒为零,但洛伦兹力的宏观表现--安培力却能做功,分析这一矛盾可以发现磁场中宏观运动的导体内自由电子所受洛伦兹力方向并不与导体的运动方向垂直,而是与导体内自由电子运动方向垂直,洛伦兹力整体不做功,但是两个分力(沿运动方向和垂直运动方向)却分别做了正功和负功,而其中一个分力宏观表现为安培力,因此有不做功的洛伦兹力却有做功的宏观表现.     

新型等效源法的理论分析及其应用

将等效原理和分离变量法结合,提出了求解电磁场的新型等效源法。该方法的通解形式为无穷级数,在该方法中有确定等效源位置的具体方法和原则,这些方法和原则完全适用于模拟电荷法及广义多级技术,并使它们从经验的约束中解脱出来,从与模拟电荷对闭合场计算结果的比较中可明显看出新型等效源具有许多优点。     

电机电磁场有限元参数化网格生成技术

提出了参数化网格技术自动生成电机电磁场有限元分析的二维网格,采用该技术能方便地对任意尺寸、槽数、极对数的各种电机进行二维有限元剖分,大大减少了有限元前处理的工作量。这一技术也适用于其它二维场计算的前处理,它的开发对促进电磁场数值计算在工程中的应用有积极的作用。     

电机电磁场有限元参数化网格生成技术

提出了参数化网格技术自动生成电机电磁场有限元分析的二维网格,采用该技术能方便地对任意尺寸,槽数,极对数的各种电机进行二维有限元剖析,大大减少了有限元前处理的工作量,这一技术也适用于其它二维场计算的前处理,它的开发对促进电磁场数值计算在工程中的应用有积极的作用。     

应用微分形式描述和分析电磁场问题

本文将微分形式中的外积、ｐ－形式、外微分和星算子等概念与电磁场的物理实际结合起来进行介绍，将电磁量按有物理意义的积分维数划分为０－至３－形式。用微分形式有关知识对静态电磁场和时谐电磁场的控制方程和边界条件进行了统一描述，导出了与电磁场统一边值问题相应的变分公式。     

混合路径土壤对雷电辐射磁场的影响分析

为提高雷电监测的定位和幅值估算的精度,实现对雷电本体的遥测,研究了雷电辐射磁场沿混合路径土壤传播的规律。给出了单层土壤、两层土壤、三层土壤和任意土壤构成的混合路径上方的雷电辐射磁场频域计算公式,进而得出了混合路径情况下雷电辐射磁场的时域计算方法。分别以两层土壤和三层土壤构成的混合路径为基础分析了土壤电导率对雷电辐射磁场的影响,得出其影响主要体现在雷电辐射磁场的上升时间的变化上。通过分析任意土壤构成的混合路径情况下衰减函数计算结果的正确性,建议对于此类模型全部采用基于Millington经验公式的简单方法进行分析。最后总结了考虑混合路径情况下依据雷电磁场观测波形反演雷电流本体的方法。     

带电粒子在恒定电磁场中运动的一般解

带电粒子在恒定电磁场中运动的一般解周明（长沙电力学院物理系长沙４１０００７）以前对带电粒子在恒定电磁场中的运动只限于讨论几种特殊情况下的运动轨迹．而对于一般情况下带电粒子的运动状况的讨论，除了解微分方程组较困难外，还有对其解的物理意义不甚明了．本文对...     

Solution of the Maxwell field equations in vacuum for arbitrarycharge and current distributions using the methods of matrixalgebra

A new matrix representation of classical electromagnetic theory is presented. The basis of this representation is a space-time, eight-by-eight differential matrix operator. This matrix operator is initially formulated from the differential form of the Maxwell field equations for vacuum. The resulting matrix formulation of Maxwell's equations allows simple and direct derivation of the electromagnetic wave and charge continuity equations, the Lorentz conditions and definition of the electromagnetic potentials, the Lorentz and Coulomb gauges, the electromagnetic potential wave equations, and Poynting's conservation of energy theorem. A four-dimensional Fourier transform of the matrix equations casts them into an eight-dimensional transfer theorem. The transfer function has an inverse, and this allows the equations to be inverted. This expresses the fields directly in terms of the charge and current source distributions     

大型三相空心电力电抗器相间电磁力计算

从电磁场的基本原理出发，求得了计算非同轴安装情况下大型空心电力电抗器相间电磁力的解析计算公式，使得三相电抗器之间的电磁力可以通过简单的数值积分计算办法而求得，为三相空心电力电抗器的动稳定校核和故障情况下相间电磁力的计算提供了理论计算公式和便利。     

沿钢板表面敷设电缆电动力的计算

研究了沿钢板表面敷设的电力电缆的电动力的计算问题。通过详细分析钢板对电缆周围空间磁场的作用,阐明了计算在这种情况下敷设的电缆电动力的一般方法。获得了无限长、圆形横截面的电缆的电动力的单重级数式解析解。讨论了电缆距离钢板的高度等参数对电动力的影响。利用该解析计算公式,计算了一直流供电系统中当某处发生短路故障时的每根电缆的电动力,为电缆束的固定提供了理论依据。并且从更易于电缆束固定的角度出发,对原来的电缆布置方案作了适当的调整,为优化电缆的敷设方案提供了参考依据。     

Three‐dimensional numerical analysis of a liquid metal MHD generator

Three‐dimensional numerical analysis of a liquid metal MHD generator has been carried out. The three‐dimensional structures of the electromagnetic field and fluid flow in the MHD generator have been clarified, and the effect of the electrode width on the performance has also been examined, taking account of the current flow in the electrode. Structures of the electromagnetic field and fluid flow are complicated owing to the three‐dimensional current flow, induced magnetic field, and Lorentz force. The highest performance is found to be obtained when the width of the electrode is equal to that of the generator. The performance predicted from three‐dimensional analysis is somewhat lower than that from two‐dimensional analysis because of the larger input power. The increase in the input power is attributed to the increase in Lorentz force caused by less reduced magnetic flux density and to the additional friction loss on the insulator walls (x?y plane). © 2007 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 160(3): 19–26, 2007; Published online in Wiley InterScience ( www. interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20282     

The unification of the Lorentz and Coulomb gauges ofelectromagnetic theory

The Lorentz and Coulomb gauges of electromagnetic field theory are shown to be special cases of the same gauge, denoted in this paper as the velocity gauge since it specifies the divergence of the vector potential in terms of the velocity of propagation of the scalar potential. This velocity is the speed of light for the Lorentz gauge and infinite for the Coulomb gauge. With the velocity gauge, the selection of a gauge can be explained in physical terms-the specification of the velocity of propagation of the scalar potential-which engineering students might find more intuitive than a suspiciously arbitrary choice made for mathematical convenience     

A Rapid Semi-Analytic Method for Solving Laplace's Equation

A relatively new semi-analytic method for solving Laplace's equation has been studied in detail and compared with various long-established techniques, which are also briefly reviewed. The method involves dividing the boundary of a region into N segments, each of which has an unknown surface charge. The surface charge on each segment is assumed to be constant or to be represented by a low-degree polynomial. In the latter case, charge and even derivative continuity at the segment boundaries can be imposed. The potential produced by each segment is expressed analytically and satisfaction of the boundary conditions determines the unknown charges. The latter calculation requires the solution of N linear simultaneous equations. The resulting charge pattern enables one to evaluate the potential and/or electric field at any point with no further difference approximations. This procedure compares favorably both in computation speed and accuracy with other numerical and semi-analytic techniques, viz., net, Monte Carlo, and collocation methods.     

静态下P-MFCG的不同形状电枢受力的仿真

活塞式磁通压缩发电机(P-MFCG)作为一种可重复使用的脉冲功率发电机,在电磁发射器的供电电源方面具有广阔的应用前景。发电机电枢上所受的洛伦兹力(电磁力)对发电机的发电效能有至关重要的影响。不同形状的电枢对螺旋线圈内部磁场强度和位形分布的影响不同,在螺旋线圈内所受的洛伦兹力也不同。该文首先对电枢的受力和作用进行了理论分析,得出影响发电效率的是电枢所受洛伦兹力的轴向分量。其次,通过理论计算,得出电枢表面所受轴向力最大时,电枢表面元法向矢量与该处磁感应线矢量应当满足的关系。然后,利用电磁场有限元分析软件Ansoft,对五种不同形状电枢上感应涡流所受的洛伦兹力进行了仿真。所得数据表明圆柱状电枢所受的轴向洛伦兹力最大,锥状次之,是其70%,但都是分布在电枢的棱边上;类半椭球状电枢受力最小,但分布最均匀;而另外两种电枢的形状相比之下没有优势,不可取。这些结论为电枢的优化设计提供了理论依据,也为P-MFCG的进一步研究提供了重要参考。     

考虑空间谐波磁场作用的异步电机电磁转矩通用算法

本介绍了异步电机电磁转矩的通用算法，这种算法具有三个特点：（１）充分考虑空间谐波的磁场作用；（２）电机绕组可以任意方式连接；（３）计算结果真实、准确，适合电机动态仿真计算。     

变速变负载无轴承永磁同步发电机悬浮力及发电性能研究

针对普通发电机轴承磨损严重的问题,提出一种无轴承永磁同步发电机。首先分析了无轴承永磁同步发电机的悬浮原理和发电原理;其次,推导了感应电压表达式,利用麦克斯韦张量法建立悬浮力和电磁转矩的数学模型并验证其正确性;再次,运用参数化分析法设计并优化了发电机结构,仿真结果验证了发电机具有良好的悬浮力和电磁性能;另外,将设计的样机进行试验,验证了该发电机具有良好的动态性能;最后针对发电机常见的变速、变负载的问题,基于有限元仿真分析了其对发电机运行性能的影响。仿真结果说明该发电机在特殊工况下具有良好的悬浮性能。研究表明提出的新型发电机具有良好的动静态性能可以稳定运行。     

高速无接触式电磁耦合器的磁场计算及实验研究

在所研制的高速旋转设备中需要用到一个耦合器,完成高速状态下二段机械轴的耦合与分离。设计了一种新型的无接触式电磁耦合器,以电磁线圈作为控制输入,便于实现自动控制,具有非接触、低噪声、自动过载保护等特点。利用Ansoft软件进行了建模和磁场计算,研制了样机并完成了实验测试,实验结果证明该新型电磁耦合器原理是正确的,具有很好的工程实用价值。