电磁发射器的原理与应用

电磁炮原理科普

电磁炮原理科普 Document number【980KGB-6898YT-769T8CB-246UT-18GG08】

并不神秘的电磁炮笔者混迹科吧数月，阅贴不少，多有受教于众吧友。常希望用自己所学回馈吧众。幸亏寸有所长，总算写成此科普拙文。笔者将使用不超过中学物理课本的知识对大家喜闻乐见的电磁炮的基本原理和技术做一介绍。因能力所限，时间所限（笔者马上要出差了），只能浮光掠影、走马观花，不足和不正确之处，请各位指正。电磁炮是科幻迷们喜闻乐见的未来武器。也被各国军方所重视。它具有很多优秀特性。 1.速度常规火药发射的炮弹受火药气体燃烧速度的限制，初速度很难超过2km 每秒（根据具体的使用需要从某些迫击炮的不到200米每秒到坦克炮发射大口径穿甲弹时的接近2km每秒），即使加大装药量也无济于事。炮口动能则一般不超过10MJ。而电磁炮没有这个限制，它由电流与磁场的相互作用力提供动力而非高温气体膨胀，理论发射速度可达光速。考虑到空气的阻力，大气层内的实用初速也可以超过4km每秒。这样的速度无疑带来了巨大的摧毁能力和更远的射程。 2. 电磁炮没有后坐力，更小的震动使得它更加精确。基于更快的速度，它的弹道更加笔直，易于瞄准，大大提高了命中率。 3. 射击时没有爆炸的声音和火光，攻击更加隐蔽。 4. 因为炮弹没有发射药，更加轻便，可携带更多弹药，减轻后勤压力（不过这一点嘛，电源的重量可就另算了。。。。。。）。 5. 炮口初速度可以通过电流大小进行调整。 6. 电能比火药要便宜。

常见的电磁炮 1.轨道炮结构和原理最简单的电磁炮，因而技术也越成熟，距离实用化越近。此结构由两根平行导轨组成，带有电枢的炮弹在轨道上滑动。当大电流（可达数百万安培或更多）通过一根导轨经电枢流向另一根导轨时，在导轨间形成强磁场。电枢受洛伦兹力作用前进。多级导轨炮串联可获得更高初速度。单级的导轨电流毕竟有现实方面的限制，可以增加多级导轨，不管速度如何，只要这个电流还在，就能不断加速（火药炮就没这点好处）。它的基本原理十分简单，就是左手定则和安培定则。（1）左手定则左手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，手心面向N极（叉进点出），四指指向电流所指方向，则大拇指的方向就是导体受力的方向。这个就很好理解了吧！好了，现在我们有了一个超级电源和能受得了超大电流的导轨。还有了能导电的炮弹。可磁场从哪里来呢要知道普通磁体产生的磁场可是不够的，能产生几个特斯拉强磁场的磁体都是巨无霸级别的，几吨重没压力。没关系，我们的安培定则出场了。 1、假设用右手握住通电，大拇指指向电流方向，那么弯曲的四指就表示导线周围的磁场方向。 2、假设用右手握住，弯曲的四指指向电流方向，那么大拇指的指向就是通电螺线管内部的磁场方向。

电磁兼容原理和抑制技术(一)

???!????????? 2/2!????????? 当代以半导体工业为基础和支柱的微电子技术，它的迅速发展和应用已渗透到社会生活的各个领域，特别是通信领域近期发展之快和变化之大往往超出人们的预料。最为明显的几个特征是从全球移动卫星系统到无线局域网的出现，无线技术正向通信的各个方面渗透，Internet和www网络继续保持指数的增长势头，并产生对高速公众数据网的强烈需求。但是广泛应用上述微电子技术的设备，它的安全性、可靠性和电磁兼容性实在令人担忧，因为上述超大规模集成电路和公众数据网络的不断发展，导致了对人为或自然的过电压或过电流的冲击更加敏感到几乎成指数增长的趋势，可以说是目前人类享受高科技给人类带来的各种效益，是同人类百年来为之奋斗的电磁兼容事业密不可分。因此，联合国确定电磁污染是继环境中的空气、水质、噪声等污染之后的第四大环境污染。本章所指的电磁兼容（Electromagnetic Compatibility——EMC）对于设备或系统的性能指标来说，应为“电磁兼容性”。但作为一门学科来说，应为“电磁兼容”。它的确切定义按国家军用标准GJB——85《电磁干扰和电磁兼容性名词术语》为：“设备（分系统、系统）在共同的电磁环境中能一起执行各自功能的共存状态。即：该设备不会由于受到处于同一电磁环境中其它设备的电磁发射导致或遭受不允许的降级；它也不会使同一电磁环境中其它设备（分系统、系统），因受其电磁发射而导致或遭受不允许的降级。” 所以电磁兼容是研究在有限的空间、时间和频谱资源等条件下，各种用电设备（广义的还包括生物体）可以共存，并不致引起降级的一门科学。电磁兼容性是指设备或系统在其电磁环境下能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。它有以下三方面的含意。 1)电磁环境应是给定的或预期的。 2)设备、分系统或系统不应产生超过标准或规范所规定的电磁骚扰发射（EMI）限值的要求电磁骚扰发射就是从骚扰源向外发出电磁骚扰能量的现象，它是引起电磁骚扰的原因。 3)设备、分系统或系统应满足标准或规范所规定的电磁敏感性（EMS）限值或抗扰度（immu-nity）；其中电磁敏感性为在存在电磁骚扰的情况下，设备、分系统或系统暴露在电磁辐射下所呈现不希望有的响应程度；抗扰度为设备、分系统或系统抗电磁骚扰的能力。 2/2/2?????? 由电磁骚扰源发射的电磁能量，经过耦合途径传输到敏感设备，这个过程称为电磁干扰效应。因此形成电磁干扰后果必须具备三个基本要素： 1)电磁骚扰源：任何形式的自然或电能装置所发射的电磁能量，能使共享同一环境的人或其它生物受到伤害，或使其它设备、分系统或系统发生电磁危害，导致性能降级或失效，即称为电磁骚扰源。 2)耦合途径：即传输骚扰的通路或媒介。 3)敏感设备（Victim）：是指当受到电磁骚扰源所发出的电磁能量的作用时，会受到伤害的人或其它生物，以及会发生电磁危害，导致性能降级或失效的器件、设备、分系统或系统。许多器件、设备、分系统或系统既是电磁骚扰源又是敏感设备。为了实现电磁兼容，必须从上面三个基本要素出发，电磁兼容原理和抑制技术(一) 区健昌

电磁兼容原理与设计试题

电磁兼容原理与设计试题（总分100分，时间120分钟） 1. 区别电磁骚扰和电磁干扰两个术语的不同。（10分）答：电磁噪声（骚扰）：（强调原因和过程）任何可能引起设备或系统性能下降的包磁现象——强调任何可能的电磁危害现象原因。电磁干扰：（强调的是结果）。 2. EMI 、EMS 和EMC 分别指什么，有何区别？（5分）答：Electromagnetic Interference ，EMI ，电磁干扰。 Electromagnetic Susceptibility,EMS ，电磁敏感性。 Electromagnetic Compatibility ，EMC ，电磁兼容。电气和电子设备在正常运行的同时，也往外发射有用或无用的电磁能量，这些能量会影响其它设备的正常工作，这就是电磁干扰。对电磁干扰进行分析、设计和验证测试的学科领域就是电磁兼容。电磁敏感性是指设备、器件或系统因电磁干扰可能导致工作性能下降的特性。 3.电磁干扰三要素是什么？(5分) 答：电磁干扰三要素是干扰源、耦合通道、敏感设备。 4.功率信号发生器XG26，最小输出功率10-8mW ，请换算成dB （mW ）。（5分） 5. 已知V=1mV ，求：dBmV V 、V dB V 。（5分）答：（1mV ）dBmV=20lg (1mV/1V*10-3 )=20(lg1+3)=20*0+60=60 dBmV （1mV ）dBuV=20lg(1mV/1V*10-6)= 20(lg1+6)= 20*0+120=120 dBuV 6. 术语解释：静电放电（5分）答：静电放电是指不同静电电位的物体靠近或直接接触是发出的电荷转移 7. 什么是传导耦合？（5分）答：传道耦合是指电磁干扰能量从干扰源沿金属导体传播至被干扰对象（敏感设备） 8.电磁屏蔽的作用原理是什么？（10分）答：电磁屏蔽是指同时抑制或削弱电场和磁场。电磁屏蔽一般也是指高频交变电磁屏蔽(10kHz ~ 40GHz)。在频率较低（近场区，近场随着骚扰源的性质不同，电场和磁场的大小有很大差别。高电压小电流骚扰源以电场为主（电准稳态场－忽略了感应电压），磁场骚扰较小（有时可忽略）。

电磁炮

精心整理实验名称：电磁炮【实验目的】探究电磁炮的基本原理【实验器材】 1.2.3. 根据通电线圈磁场的相互作用原理，加速线圈固定在炮管中，当它通入交变电流时，产生交变磁场就会在线圈中产生感应电流，感应电流的磁场与加速线圈电流的磁场相互作用，使弹丸加速运动并发射出去。发射时，电流由一条导轨流经电枢，再由另一条导轨流回，而构成闭合回路。

强大的电流流经两平行导轨时，在两导轨间产生强大的磁场，这个磁场与流经电枢的电流相互作用，产生强大的电磁力，该力推动电枢和置于电枢前面的弹丸沿导轨加速运动，从而获得高速度。根据毕奥--萨伐尔定律和安培定律可推得，电枢受到的电磁场的作用力与电流强度的平方成正比，即F=KL2由此可见，要想获得弹丸的高速度，必须供给轨道强大的电流。通常该电流的数值在兆安级。而电流的脉冲宽 1. 2. 1. )在通电后能获得一个电场力F,再除去自身重量m,就能获得一个加速度a，炮弹在弹膛(准确来说是电磁系统)里会有一段加速距离，初速度v=at。而加速度a和电流I，场强B，还有导体长度(炮弹长度)L有关。 2.如何提高电磁炮的初速度？增大场强B，电流I，导体长度（炮弹长度）L。减小炮弹的质量。

3.在炮弹的初速度一定的条件下，如何改变炮弹的射程？可以通过改变电磁炮和水平方向的夹角大小来改变炮弹的射程，但夹角并不是越大越好。【实验总结】 4千总之，电磁炮已经100多岁了，但至今还未长成。就美国的研究成果而言,电磁轨道炮系统将以7马赫的速度发射电磁炮弹，射程达370千米.可以预见随技术的进步,射程还将延长.在弹药的选择上,电磁炮具有与普通舰炮相比更宽广的选择面,能利用电磁能或电热能发射各种弹丸.更能用来打击飞机、卫星和导弹等各种目标,完成更多的任务.具有初速高、加速快、飞行时间短、火力猛、抗电子干扰能力强和毁伤效果好等特点。

电磁加速器的原理及应用

电磁加速器的原理及应用摘要：当代物理学发展极其迅速，各种新奇的机械装置都是层出不穷，极大地提高了我们的生活水平，并且节约了能源。这都要归功于人类的智慧以及对物理学的深入研究。电磁学作为物理学中的一大板块，对人类来说自然是很重要而且极具发展前途的，依据电磁学的原理,人们已经制出了包括电磁铁起重机、电视的显像管、回转加速器和电磁加速器等等的一系列应用到电磁感应的原理来工作的装置。其中的电磁加速器是现在各个大国都在研究的热门领域，利用电磁加速可以在更加环保的条件下获得更好的加速效果，在战略性武器和航空航天领域都有着十分广阔的前景。下面我们来探究一下电磁学原理在电磁加速器中的应用。关键词：物理学、电磁学、电磁加速器、原理及应用、前景；正文：要了解电磁加速器的原理，首先要了解电磁学的原理和什么是电磁加速器。需要了解的电磁学知识： 1. 电流磁效应：通电导体周围会形成磁场，由丹麦物理学家奥斯特提出。 2. 安培力：通电导体在磁场中所受的磁场力，为纪念物理学家安培而得以命名。 3. 磁感应强度：描述磁场强弱的物理量，符号B 。磁感应强度的单位是特斯拉，简称特，符号T ，1 T =1 N/A ·m 。 4. 判断电流周围磁感应强度方向的右手定则和判断安培力方向的左手定则，由科学家们通过观察并总结而得，原理较简单，在此不做详细说明。电磁加速器：利用电磁力提升和推动物体,或者把物体加速到超高速 ( > 3km/s )的装置。基本原理如图。电源物体电流电流电流开关导轨导轨回路导轨电枢磁感线电流图１

如图，高压电源，开关，导轨和物体（若物体本身不导电，则在物体底面加上一个可以导电的电枢）组成回路（如图1），使两导轨有反向电流通过，根据安培右手定则可知导轨中间会产生很大的同向磁场（如图2，方向向下），再根据左手定则，可知电枢受一个如图2所示的，方向向前的力Ｆ。根据安培力公式：Ｆ＝ＩＬＢ又根据动量定理：ｖ＝Ｆｔ／ｍ可知加速物体至一个很大的速度，需要有足够长的导轨（提供时间）和足够大的电流，并尽可能减少轨道与物体间的摩擦。这便是简单的电磁加速器的原理。接下来就来看看电磁加速器的应用吧，高端的技术只有用在合适的地方才能凸显其高端所在。应用一：电磁轨道炮电磁轨道炮（磁轨炮）我们经常在很多影视作品中看到，我们也为其绚丽的效果和巨大杀伤力所震骇。而在实际中，各国也将磁轨炮的发展作为重点研究对象。磁轨炮作为一种利用电磁发射技术制成的一种先进的高科技设备在许多发面都有着重要的应用，而与传统的大炮在原理上有着重要的区别。美国于1982年研制成功实验级磁轨炮,弹丸质量317g 、初速4200m/ s 。 1992 年夏,美国研制成功世界上第一套完整的9MJ 靶场磁轨炮,并在陆军试验场进行了发射试验,迈出了电磁炮走出实验室的第一步。该炮是一个连续发射物体图２

电磁炮的基本原理及发展趋势(带图带公式)

随着材料科学的发展,复合装甲、高强度陶瓷装甲、贫铀装甲的使用,以及爆炸反应装甲的出现,大大提高了装甲的抗毁能力,对破甲技术提出更高的要求。为此,人们在相继研制出一系列新型破、穿甲战斗部的同时,也注意开发研究某些新概念超高速动能穿甲武器,电磁炮就是其中一种。电磁炮的基本原理电磁炮是利用物理学中运动电荷或载流导体在磁场中受到电磁力(即洛伦兹力) 作用的基本原理来加速弹丸的。根据加速方式,电磁炮可分为导轨炮和线圈炮。图1 导轨炮工作原理导轨炮导轨炮的工作原理如图1 所示。主要由一对平行导轨和夹在其间可移动的电枢及电源、开关等组成。当开关闭合时,向一条导轨输入强大的电流,经过电枢沿另一条导轨流回。载流电枢在导轨电流产生的磁场中受到洛伦兹力的作用而被加速,将弹丸射出。电枢弹丸所受的力可表示为 F = L′I2/ 2 , (1) 其中F 为洛伦兹力(N) 、L′为导轨电感梯度( H/m) 、I 为电流强度(A) 。弹丸的加速度则为

a = F/ m = L′I2/ 2 m , (2) 式中a 为加速度(m/ s2) 、m 为电枢与弹丸的质量之和(kg) 。由(2) 式可见,导轨中的电流强度越大,弹丸的加速度就越大,弹丸的运动速度越快。导轨炮的导轨有单一、串联、并联和多层等不同结构形式,根据导轨的形式,炮口截面可选用方形、圆形和椭圆形等。电枢主要有固态金属电枢、等离子体电枢和混合型电枢等种类。提供脉冲功率的电源主要有电容器组、高性能蓄电池、各种单极发电机、脉冲变压器、强制发电机和爆炸发电机,以及计划研制的超导储能系统等。整个系统结构复杂,人工操作比较困难,通常由计算机控制。线圈炮线圈炮的工作原理如图3 所示。主要由感应耦合的固定线圈、可动线圈、储能器以及开关等组成。固定线圈相当于炮身,可动线圈相当于弹丸。当固定线圈接通电源时,所产生的磁场与可动线圈上的感应电流相互作用,产生洛伦兹力,推动可动弹丸线圈加速射出。

电磁学在生活中的应用

电磁学在生活中的应用材料与化学工程学院高分子材料与工程 541004010122 李祥祥

电磁学在生活中的应用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。电磁学在生活中应用也比较广泛，下面举例说明电磁学在生活中应用。指南针指南针是用以判别方位的一种简单仪器。指南针的前身是中国古代四大发明之一的司南。主要组成部分是一根装在轴上可以自由转动的磁针。磁针在地磁场作用下能保持在磁子午线的切线方向上。磁针的北极指向地理的北极，利用这一性能可以辨别方向。常用于航海、大地测量、旅行及军事等方面。地球是个大磁体，其地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近。指南针在地球的磁场中受磁场力的作用，所以会一端指南一端指北。电磁炉电磁炉作为厨具市场的一种新型灶具。它打破了传统的明火烹调方式采用磁场感应电流（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），涡流使锅具铁原子高速无规则运动，原

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。具有升温快、热效率高、无明火、无烟尘、无有害气体、对周围环境不产生热辐射、体积小巧、安全性好和外观美观等优点，能完成家庭的绝大多数烹饪任务。因此，在电磁炉较普及的一些国家里，人们誉之为“烹饪之神”和“绿色炉具”。电磁炉工作过程中热量由锅底直接感应磁场产生涡流来产生的，因此应该选择对磁敏感的铁来作为炊具，由于铁对磁场的吸收充分、屏蔽效果也非常好，这样减少了很多的磁辐射，所以铁锅比其他任何材质的炊具也都更加安全。此外，铁是对人体健康有益的物质，也是人体长期需要摄取的必要元素。电磁起重机电磁起重机是利用电磁原理搬运钢铁物品的机器。电磁起重机的主要部分是磁铁。接通电流，电磁铁便把钢铁物品牢牢吸住，吊运到指定的地方。切断电流，磁性消失，钢铁物品就放下来了。电磁起重机使用十分方便，但必须有电流才可以使用，可以应用在废钢铁回收部门和炼钢车间等。利用电磁铁来搬运钢铁材料的装置叫做电磁起重机。电磁起重机能产生强大的磁场力，几十吨重的铁片、铁丝、铁钉、废铁和其他各种铁料，不装箱不打包也不用捆扎，就能很方便地收集和搬运，不但

电磁兼容原理与设计

电磁兼容原理与设计招生对象－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－【主办单位】中国电子标准协会【咨询热线】0 7 5 5 – 2 6 5 0 6 7 5 7 1 3 7 9 8 4 7 2 9 3 6 李生【报名邮箱】martin#https://www.360docs.net/doc/4f8592087.html, （请将#换成@）课程内容－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－课程大纲：第一章电子系统电磁兼容设计目的与方法 1.1电子系统电磁干扰与电磁兼容EMI/EMC 1.2电子系统EMC标准与规范 1.3电子系统电磁兼容的重要性，实例分析 1.4电子系统有源器件的选型和电磁干扰发射的抑制 1.5共模(CM)干扰和差模(DM)干扰第二章电子系统接地设计 2.1电子系统接地分类 2.2电子系统参考接地 2.3接地方式－实例分析第三章电子系统屏蔽设计 3.1辐射耦合与传导耦合 3.2屏蔽效能的概念 3.3屏蔽分类 3.4静电屏蔽与电磁屏蔽 3.5磁场屏蔽 3.6实际屏蔽体的问题－实例分析第四章电子系统滤波设计 4.1低通滤波器 4.2高通滤波器

4.3 瞬态干扰抑制器第五章电磁兼容测试技术 5.1 测试标准 5.2 测试场地及测试环境、测试设备 5.3 电磁兼容测试举例分析第六章主板设计及排查技术 6.1印制电路板概述 6.2 PCB布线及布局基本原则 6.3 高速电子线路的信号完整性设计 6.4 排查实例分析讲师介绍－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－张老师，博士学位。通信与微波工程研究室主任。国家自然科学基金、北京市自然科学基金、浙江省自然科学基金等项目同行评议专家，教育部学位与研究生教育发展中心评议专家，中国电子学会DSP应用专家委员会委员，中国工业和信息化部科技人才库专家，北京市科学技术奖励评审专家，北京电子电器协会电磁兼容分会委员，中华医学预防会自由基委员会委员，中国电子学会高级会员，通信学会电磁兼容分会委员，IET高级会员，北京邮电大学育人标兵。IEEE Transaction on Communications、Journal of Electromagnetic Waves and Applications、通信学报等刊物特约评审专家。从事电磁兼容、先进信息获取与处理、认知无线电、生物电子等领域的教学和研究工作。发展出电磁环境与信息安全、射频与微波工程、信号处理与模式识别等新的研究方向。在国内外重要刊物发表论文180余篇，其中SCI、EI检索100余篇。主持电磁兼容与信息安全、无线通信中的信号处理与模式识别、超宽带通信、基于嵌入式的认知无线电演示平台、电磁兼容数据库开发等20余项国家及省部级项目。获得优秀期刊论文奖4项、优秀论文指导教师奖4项，教学成果奖2项，北邮有突出贡献指导教师奖1项，申请专利5项，主编著作2部，参编标准1部。博士招生专业：电子科学与技术研究方向：电磁兼容、先进信息获取与处理、宽带通信与网络技术；硕士招生专业：生物医学工程、电子与通信工程；研究方向：先进信息获取与处理； ************************************************** 【温馨提示】：本公司竭诚为企业提供灵活定制化的内部培训和顾问服务，培训内容可根据客户的需要灵活设计，企业内部培训人数不受限制，培训时间由企业灵活制定。顾问服务由中国电子标准协会顶尖顾问服务团队组成，由专人全程跟进，签约型绩效考核顾问服务效果，

电磁炮的原理与技术发展(1)

电磁炮的原理与技术发展黄　强郭东桥卞光荣随着材料科学的发展,复合装甲、高强度陶瓷装甲、贫铀装甲的使用,以及爆炸反应装甲的出现,大大提高了装甲的抗毁能力,对破甲技术提出更高的要求。为此,人们在相继研制出一系列新型破、穿甲战斗部的同时,也注意开发研究某些新概念超高速动能穿甲武器,电磁炮就是其中一种。一、电磁炮的基本原理电磁炮是利用物理学中运动电荷或载流导体在磁场中受到电磁力(即洛伦兹力) 作用的基本原理来加速弹丸的。根据加速方式,电磁炮可分为导轨炮和线圈炮。图1　导轨炮工作原理导轨炮　导轨炮的工作原理如图1所示。主要由一对平行导轨和夹在其间可移动的电枢及电源、开关等组成。当开关闭合时,向一条导轨输入强大的电流,经过电枢沿另一条导轨流回。载流电枢在导轨电流产生的磁场中受到洛伦兹力的作用而被加速,将弹丸射出。电枢弹丸所受的力可表示为 F =L ′I 2/2, (1)其中F 为洛伦兹力(N )、L ′为导轨电感梯度(H/m )、I 为电流强度(A )。弹丸的加速度则为 a =F/m =L ′I 2 /2m , (2)式中a 为加速度(m/s 2)、m 为电枢与弹丸的质量之图2　和(kg )。由(2)式可见,导轨中的电流强度越大,弹丸的加速度就越大,弹丸的运动速度越快。导轨炮的导轨有单一、串联、并联和多层等不同结构形式,根据导轨的形式,炮口截面可选用方形、圆形和椭圆形等。电枢主要有固态金属电枢、等离子体电枢和混合型电枢等种类。提供脉冲功率的电源主要有电容器组、高性能蓄电池、各种单极发电机、脉冲变压器、强制发电机和爆炸发电机,以及计划研制的超导储能系统等。整个系统结构复杂,人工操作比较困难,通常由计算机控制(见图2)。图3　线圈炮工作原理线圈炮　线圈炮的工作原理如图3所示。主要由感应耦合的固定线圈、可动线圈、储能器以及开关等组成。固定线圈相当于炮身,可动线圈相当于弹丸。当固定线圈接通电源时,所产生的磁场与可动线圈上的感应电流相互作用,产生洛伦兹力,推动可动弹丸线圈加速射出。弹丸所受的力可表示为 F =I f ?I p ?d M /d x ,(3)其中F 为洛伦兹力(N )、I f 为固定线圈中的电流强度(A )、I p 为弹丸线圈中的电流强度(A )、M 为固定与可动线圈的互感(H )、d M /d x 为互感梯度(H/m )。由(3)式可知,固定线圈中的电流强度越大,弹丸线圈中的感应电流强度就越大,弹丸所受的电磁力就越大。线圈炮的结构有同轴式、扁平式、滑动接触式和磁性加速体式等。电磁炮从原理上讲主要有上述两种类型,但在结构上可以采用混合方式。二、电磁炮的主要特点超高速、大动能　采用物理学电磁推进原理的电磁炮,弹丸速度突破了普通火炮(弹丸速度在 ? 34?19卷1期(总109期)

2018电磁兼容原理及应用习题

电磁兼容习题及答案习题一 1.1干扰源：微波炉，宇宙射线，雷电，雷达，整流式电动机；敏感设备：印刷电路版，晶体管电视，人体，既是干扰源又是敏感设备：手机，雷达探测系统， 1.2电磁危害：太阳黑子爆发产生大量电磁辐射，造成地球上大部分通讯受到影响。 1.3电磁骚扰：任何可能引起装置、设备或系统性能降低或者对有生命或无生命物质产生损害作用的电磁现象电磁干扰：电磁骚扰引起的设备、传输通道或系统性能的下降；电磁骚扰是一种现象，只是可能造成影响，而电磁干扰是已经造成了影响和损害，是一种后果。 1.4质检总局第5号令《强制性产品认证管理规定》做了一系列严格规定，认证标志的名称为“中国强制认证”（china compulsory certification）,缩写为CCC，简称3C。根据认证委的规定，强制性产品认证新制度自2002年5月1日起实施。 1.5 EME：electromagnetic environment电磁环境； EMI：electromagnetic interference电磁干扰； EMS：electromagnetic susceptibility电磁抗干扰； EMC：electromagnetic compatibility电磁兼容。 1.6电磁兼容三要素：干扰源、干扰耦合途径、敏感设备。电磁干扰源：分为自然干扰源和人为干扰源。P8 图1-1 电磁耦合途径：空间辐射和导线传导；两者距离＞波长：干扰以电磁波的形式传播，需要研究干扰电波的传播特性；两者距离＜波长：干扰的耦合可看成近场感应，即电场（电容）耦合或磁场（电感）耦合。 1.7采用屏蔽、滤波、接地三项最基本的干扰抑制技术；屏蔽：切断通过空间辐射的干扰的传输途径，根据其性质可分为电场屏蔽、磁场屏蔽和电磁屏蔽。滤波：抑制沿导线传输的传导干扰，主要讨论抗共模干扰、差模干扰和浪涌的滤波电路和装置的设计；接地：提供设备的安全保护地，还提供了设备运行所必需的信号参考地。接地的方式有单点、多点、混合接地和浮地。 1.8电磁兼容学科研究内容： 1．干扰源的研究； 2．耦合途径的研究； 3．敏感设备的研究； 4．电磁兼容性控制技术； 5．测量的研究； 6．标准的研究； 7．电磁兼容性分析、预测和电磁兼容性设计。习题五（1）其中把相线(L)与地(E)和中线(N)与地(E)间存在的EMI信号称为共模干扰信号，共模干扰信号可视为在L线和N线上传输的电位相等，相位相同的噪音信号。把L与N之间存在的干扰信号称作差模干扰信号，也可把它视为在L和N线上有180度相位差的共模干扰信号。（2）抑制原理：Ll和只Cy，L2和另一只Cy，分别构成L-E和N—E两对独立端口的低通滤

电磁兼容原理及应用试题及答案

电磁兼容原理及应用试题及答案、填空题（每空 0.5分，共20 分）构成电磁干扰的三要素是【干扰源】、【传输通道】和【接收器】磁干扰可分为【传导干扰】和【辐射干扰】。电磁兼容裕量是指【抗扰度限值】和【发射限值】之间的差值。准。电容性干扰的干扰量是【变化的电场】；电感性干扰在干扰源和接受体之间存在【交连的磁通】；电路性干扰是经【公共阻抗】耦合产生的。场】主要是干扰源的感应场，而【远区场】呈现出辐射场特性。随着频率的【增加】，孔隙的泄漏越来越严重。因此，金属网对【微波或超高频】频段不具备屏蔽效能。静电屏蔽必须具备完整的【屏蔽导体】和良好的【接地】电磁屏蔽的材料特性主要由它的【电导率】和【磁导率】所决定。氧体】材料所组成的。【20lg （U2/U1）】分贝。多级电路的接地点应选择在【低电平级】电路的输入端。电子设备的信号接地方式有【单点接地】、【多点接地】、【混合接地】和【悬浮接地】。其中, 若设备工作频率高于 10MHz 应采用【多点接地】方式。二、简答题（每题 5分，共20 分） 1 .电磁兼容的基本概念? 答：电磁兼容一般指电气及电子设备在共同的电磁环境中能够执行各自功能的共存状态，即要求在同一电磁环境中的上述各种设备都能正常工作，且不对该环境中任何其它设备构成不能承担的电磁 ;如果按照传输途径划分，电 2. 3. 抑制电磁干扰的三大技术措施是【滤波】【屏蔽】和【接地】。 4. 常见的机电类产品的电磁兼容标志有中国的【 CCC 标志、欧洲的【CE 标志和美国的【FCC 5. 志。 IEC/TC77主要负责指定频率低于【9kHz 】和【开关操作】等引起的高频瞬间发射的抗扰性标 6. 7. 辐射干扰源可归纳为【电偶极子】辐射和【磁偶极子】辐射。如果根据场区远近划分, 【近区 8. 9. 电磁干扰耦合通道非线性作用模式有互调制、【交叉调制】和【直接混频】 10. 11. 12. 滤波器按工作原理分为【反射式滤波器】和【吸收式滤波器】，其中一种是由有耗元件如【铁 13. 设U1和U2分别是接入滤波器前后信号源在同一负载阻抗上建立的电压, 则插入损耗可定义为 14. 15.

电磁炮及其相关材料技术--实验报告

电磁炮及其相关材料技术物理学理论的不断发展与完善，促进了军事能源的不断变革，促进作战兵器的不断更新。枪、炮是作战的主要武器之一。随着作战空间的不断加大，火药对提高炮弹在炮口的发射速度的能力已很有限，很有必要另辟新径。 1985年，美国国防科学委员会在装甲/ 反装甲技术讨论会上就做出结论:“未来的高性能兵器必然以电能为基础。”电磁炮是利用电磁发射技术制成一种先进的杀伤武器，在未来战争中有着广阔的应用前景。本次试验以电磁炮为切入点，通过对电磁炮原理和性能的分析讲解，引出电磁炮广阔的应用前景和发展阻碍，并提出解决相关问题的材料学途径，包括实验用的可控硅开关、超级电容器、超导材料、纳米技术等等，“一个实验，多项技术”是在设计整个试验时的思路。实验目的 1、理解电磁炮的组成结构及工作原理； 2、熟悉增强电磁炮威力的相关技术手段； 3、理解可控硅开关控制电路通断和电容器的原理； 4、了解在实用化道路上电磁炮需要解决的诸多材料学难题及其解决方案； 5、了解电磁炮的优缺点及其在未来战争中的应用。实验原理 1、电磁炮的简介及分类电磁炮是利用电磁发射技术制成的一种先进动能杀伤武器。与传统大炮将火药燃气压力作用于弹丸不同，电磁炮是利用电磁系统中电磁场产生的洛伦兹力来对金属炮弹进行加速，使其达到打击目标所需的动能，与传统的火药推动的大炮，电磁炮可大大提高弹丸的速度和射程。根据加速方式，电磁炮分为线圈炮、轨道炮、电热炮和重接炮。本次试验重点演示的便是线圈炮。 2、基本原理（1）线圈炮

图 1 B沿轴线方向的分布线圈炮的主要部件是螺线管，它是线圈均匀地密绕在炮筒上，螺线管的单位长度的匝数为n，炮筒的内半径为R，螺线管的长度为l。螺线管通入电流i时，根据电磁学理论，螺线管沿轴的B - x 关系如图1，在螺线管中部磁场均匀，端口附近磁场发散。螺线管端口附近p点B的轴向分量为（1）式中μo为真空磁导率，x为p点坐标。图 2 线圈炮简单电路图线圈炮的简单电路图如图2所示：220V交流电经过整流器的整流之后变成直流电，K1接通后，电容C开始充电，等到电容充电完成后，断开K1。线圈相当于炮身,在线圈的合适部位装上弹丸，接通K2，在线圈处便会产生一个由脉冲电流产生的强大磁场，如公式（1）所示，磁场会驱动铁制弹丸前进，从而将弹丸发射出去。（2）轨道炮

电磁兼容(EMC)设计原理和整改流程

电磁兼容设计和整改流程随着中国参与国际经济贸易活动的深入，产品认证成了生产厂家产品推向市场的瓶颈，其中尤其电子产品的电磁兼容认证成为整个产品认证的拦路虎，往往在认证的最后阶段才发现要解决电磁兼容问题不得不对原设计的电路和结构重新修改，临时的修改还往往使产品的性能和可靠性降低。电磁兼容的测试只是评估产品电磁兼容设计的水平，测试本身并不能改变产品的电磁兼容，电磁兼容是设计出来的、生产出来的，只有生产厂家的产品电磁兼容设计水平提高了，产品电磁兼容的质量才能提高，产品设计的可靠性才能有保障。本文详细剖析产品设计和电磁兼容整改的过程，并详细说明每个设计和整改过程中怎样运用电磁兼容的测试手段发现问题、选择最佳的解决方案。电磁兼容控制所运用的方法和程序在产品研制不同阶段是不同的，方案、设计、开发／样机、生产、测试／认证和运行，各阶段均为实施电磁兼容工程提供了一定的机会。实施电磁兼容是一项极其复杂的任务，如右图所示在研制开发电视、音响等电子产品时，应在尽可能早的阶段上注意保证它们的电磁兼容性。随着电视、音响等电子产品研制开发工作的完成，可以利用的抑制干扰和抗干扰措施的数目减少，而其成本反而增加。方案阶段是提供最佳费效比的机会，而生产阶段提供的可能性通常最少，据国外资料介绍，在产品的研制开发阶段及时采取措施可以避免（80~90）％的与干扰影响有联系的、潜在可能的困难。相反，在较晚的阶段上采用解决方法，结果表明将更加复杂，需要追加工作量和增加原材料的消耗，增加研制周期，有时甚至根本不可能解决。有效的电磁兼容控制常常是比较困难的，因为电磁干扰方位与耦合途径的大量可能组合涉及到许多变量，敏感电路的抗扰度与电路参数的设计有关，电路参数必须保证的灵敏度往往使提高抗扰度受到一定限制。由于电磁兼容情况的固有复杂性，若要及时地、有效地和高费效比的解决电磁兼容问题，有条理的方法和程序就是相当的重要了。针对电磁兼容设计的这种特点，我们提出了从产品的设计阶段就要开始分步的进行电磁兼容的设计和整改，把最终的设计目标大事化小，如下图所示，在产品开发的各个阶段适时进行电磁兼容性能的评估和改进，不断地把电磁兼容的整改措施溶入到产品的电路和结构设计中，这样整个产品的开发周期不会有太大的非预期时间延迟，产品的设计不会有太多的非预期成本增加，生产工艺不会有临时的增加，产品的可靠性和性能也不会受到损害。产品开发一般分为设计概念阶段，设计阶段，样机制作阶段，设计评审阶段和委托检验阶段，分阶段地控制把各阶段的电磁兼容设计和整改溶入到整机的设计方案之中，电磁兼容设计和整改各阶段的工作任务和可以采取的电磁兼容措施如下： 1) 电磁兼容认证要求咨询首先要明确产品电磁兼容设计的目标，针对产品销售的目标市场，了解目标市场对该产品电磁兼容要求的执行标准，相应需要测试的内容，做出一个电磁兼容性能指标一览表，每个指标都对产品各部分电路和结构提出了相应的要求，由此也就清楚了解了产品应该具备的电磁兼容性能和设计要求。 2) 产品设计布局评估在考虑各部分电路的总体布局时，尤其注意电源线出口的位置，如果客户没有特殊的位置要求，就主要考虑电路输出的顺序和尽量使电源滤波电路和机内高频发射部分电路或器件之间的空间距离最大，经过电源滤波电路之后留在机内的电源线最短。其次在电源公共地和其它功能模块电路之间布置一条较宽的公共地线。电路板排版时应该使各种功能集成块与其输入输出负载的路径最短，特别是传输脉冲数据信号的导线。脉冲信号的高频成分很丰富，这些高频成分可以借助导线辐射，使线路板的辐射超标。非常遗憾的是我们大部分的生产企业由于开发周期越来越短的压力，都把这个阶段的时间压缩的很短，无法做比较全面细致的检查和评审工作，导致到了产品认证的最后阶段才发现元件布局和排版的缺陷，不得不投入大量的人力和物力来整改，造成欲速而不达的局面。如果要避免这种被动的局面发生，开发方可以在产品设计定型之前委托专业的电磁兼容技术服务机构做一个设计评估，一般来说专业的电磁兼容技术服务机构能够根据开发方提供的设计方案，分析原理框图、电路图、现有的外观结构要求，提出符合电磁兼容原理的内部电路结构布局、电路板布局、外壳接地等要求。通过了解各单元电路的工作流程，关键元器件的电磁兼容特性，分析预测各单元电路的电

电磁兼容原理及应用试题及答案

电磁兼容原理及应用试题及答案一、填空题（每空0.5分，共20分） 1. 构成电磁干扰的三要素是【干扰源】、【传输通道】和【接收器】；如果按照传输途径划分，电磁干扰可分为【传导干扰】和【辐射干扰】。 2. 电磁兼容裕量是指【抗扰度限值】和【发射限值】之间的差值。 3. 抑制电磁干扰的三大技术措施是【滤波】、【屏蔽】和【接地】。 4. 常见的机电类产品的电磁兼容标志有中国的【CCC标志、欧洲的【CE标志和美国的【FCC 标志。 5. IEC/TC77主要负责指定频率低于【9kHz】和【开关操作】等引起的高频瞬间发射的抗扰性标准。 6. 电容性干扰的干扰量是【变化的电场】；电感性干扰在干扰源和接受体之间存在【交连的磁通】；电路性干扰是经【公共阻抗】耦合产生的。 7. 辐射干扰源可归纳为【电偶极子】辐射和【磁偶极子】辐射。如果根据场区远近划分，【近区场】主要是干扰源的感应场，而【远区场】呈现出辐射场特性。 & 随着频率的【增加】，孔隙的泄漏越来越严重。因此，金属网对【微波或超高频】频段不具备屏蔽效能。 9. 电磁干扰耦合通道非线性作用模式有互调制、【交叉调制】和【直接混频】 10. 静电屏蔽必须具备完整的【屏蔽导体】和良好的【接地】。 11. 电磁屏蔽的材料特性主要由它的【电导率】和【磁导率】所决定。 12. 滤波器按工作原理分为【反射式滤波器】和【吸收式滤波器】，其中一种是由有耗元件如【铁氧体】材料所组成的。 13. 设U1和U2分别是接入滤波器前后信号源在同一负载阻抗上建立的电压，则插入损耗可定义为【20lg（U2/U1）】分贝。 14. 多级电路的接地点应选择在【低电平级】电路的输入端。 15. 电子设备的信号接地方式有【单点接地】、【多点接地】、【混合接地】和【悬浮接地】。其中，若设备工作频率高于10MHz应采用【多点接地】方式。二、简答题（每题5分，共20分） 1 .电磁兼容的基本概念？

电磁场理论发展历史及其在现代科技中的应用

电磁场理论发展历史及其在现代科技中的应用摘要：电磁场理论在现代科技中有着广泛的应用。现代电子技术如通讯、广播、导航、雷达、遥感、测控、嗲面子对抗、电子仪器和测量系统，都离不开电磁场的发射，控制、传播和接收；从工业自动化到地质勘测，从电力、交通等工业农业到医疗卫生等国民经济领域，几乎全都涉及到电磁场理论的应用。不仅如此，电磁学一直是，将来仍是新兴科学的孕育点。在本文中主要介绍电磁场理论发现和发展的历史以及在现代科技中的也应用。关键词：电磁学电磁场理论现代科技对电磁场现象的研究是从十六世纪下半叶英国伊莉莎白女王的试医官吉尔伯特开始，然而他的研究方法很原始，基本上是定性地对现象的总结。对电磁场的近代研究是从十八世纪的卡文迪许、库伦开始，他们开创了用测量仪器对电磁场现象做定量的规律，引起了电磁场从定性到定量的飞跃。库仑定律的建立基于英国科学家卡文迪许在1772年做的一个一个电学实验，他用一个金属球壳使之带电，发现电荷全部分布在球壳的外表面，球腔中任何一点都没有电的作用。库伦定律揭示了电荷间的静电作用力与它们之间的距离平方成反比。安培在假设了两个电流元之间的相互作用力沿着它们的连线之间的作用力正比于它们的长度和电流强度，而与它们之间的距离的平方成反比的公式，即提出了著名的安培环路定理。基于这与牛顿万有引力定律十分类似，.泊松、.高斯等人仿照引力理论，对电磁现象也引入了各种场矢量，如电场强度、电通量密度（电位移矢量）、磁场强度、磁通密度等，并将这些量表示为空间坐标的函数。但是当时对这些量仅是为了描述方便而提出的数学手段，实际上认为电荷之间或电流之间的物理作用是超距作用。直到M.法拉第,他认为场是真实的物理存在,电力或磁力是经过场中的力线逐步传递的，最终才作用到电荷或电流上。他在1831年发现了著名的电磁感应定律，并用磁力线的模型对定律成功地进行了阐述，但是电磁感应定律的确认是在1851年，这一过程花了20年。1846年,M.法拉第还提出了光波是力线振动的设想，为以后麦克斯韦从数学上建立电磁场理论奠定了基础。.麦克斯韦继承并发展了法拉第的这些思想，仿照流体力学中的方法，采用严格的数学形式,将电

电磁兼容原理与设计实验教学大纲

电磁兼容原理与技术实验课程名称：电磁兼容原理与技术/ Electromagnetic Compatibility Principles and Technology 学分：2.5 课程总学时：32+12 实验学时：12（其中，上机学时：）课程性质：□?必修√□?选修是否独立设课：√□是□否课程类别：□基础实验√□专业基础实验□专业领域实验含有综合性、设计性实验：√□是□否面向专业：电子信息工程专业方向电子科学与技术专业方向先修课程：电子技术工程素质实践基础课、数字电子技术实验、模拟电子技术实验、数字信号处理实验、电磁兼容原理与设计大纲编制人：课程负责人（常天海）实验室负责人（秦慧萍）说明： 1.《实验教学大纲》中的课程名称、课程总学时、实验学时、上机学时、学分、课程类别等信息必须与《本科综合培养计划》一致； 2. 为保障基础，同时适应实验室开放和学生自选实验，将实验项目分必做和选做两类，便于教学过程中因材施教； 3. “是否独立设课”：分为独立设课和非独立设课两种，独立设课课程总学时与实验总学时完全一致； 4. 含有综合性、设计性实验：按教育部本科教学水平评估要求，设有综合性、设计性实验的课程占有实验的课程总数的比例应大于等于80%（注意评估指标并非指一门课程中的综合性、设计性实验项目所占比例应不小于80%）。这里只需选择该门课程是否设有综合性、设计性实验； 5. “面向专业”：按教务处本科教学综合培养计划中规定的专业名称（或方向）全称填写。学院内开设的同一课程适应不同专业又有不同教学要求的，请分开不同专业（或方向）分别编制实验大纲； 6. 课程设计、金工实习、电子工艺实习等集中实践教学环节不列入实验大纲编写范围； 7. “大纲编制人”：实践教学与理论教学互相支撑、密不可分。本次大纲的修订应由承担课程教学任务的教学团队和实验技术团队共同完成。理论课程负责人、实验课负责人（实验人员）须共同署名。一、教学信息教学的目标与任务：该课程是“电磁兼容原理与设计”这门学科基础课的配套实验，其目的是使学生通过实验加深对电磁干扰源及其危害、传导和辐射这两类干扰的产生机理、三种主要（接地、屏蔽和滤波）电磁兼容技术、电磁干扰的发射和敏感性测量技术、静电基本参量的测试方法、

西电电院电磁兼容原理大作业

电磁兼容原理与技术大作业班级：021215 学号：0212

软件抗干扰技术之单片机软件抗干扰技术随着单片机应用的普及，采用单片机控制的产品与设备日益增多，而某些设备所在的工作环境往往比较恶劣，干扰严重，这些干扰会严重影响设备的正常工作，使其不能正常运行。因此，为了保证设备能在实际应用中可靠地工作，必须要周密考虑和解决抗干扰的问题。本文对单片机应用中的软件抗干扰技术作详细介绍，文中所用单片机为MCS51。一、数字量输入输出中的软件抗干扰数字量输入过程中的干扰，其作用时间较短，因此在采集数字信号时，可多次重复采集，直到若干次采样结果一致时才认为其有效。例如通过A 价转换器测量各种模拟量时，如果有干扰作用于模拟信号上，就会使A/D 转换结果偏离真实值。这时如果只采样一次A/D 转换结果，就无法知道其是否真实可靠，而必须进行多次采样，得到一个A/D 转换结果的数据系列，对这一系列数据再作各种数字滤波处理，最后才能得到一个可信度较高的结果值。本书第八章将给出各种具体的数字滤波算法及程序。如果对于同一个数据点经多次采样后得到的信号值变化不定，说明此时的干扰特别严重，已经超出允许的范围，应该立即停止采样并给出报警信号。如果数字信号属于开关量信号，如限位开关、操作按扭等，则不能用多次采样取平均值的方法，而必须每次采样结果绝对一致才行。这时可编写一个采样子程序，程序中设置有采样成功和采样失败标志，如果对同一开关量信号进行若干次采样，其采样结果完全一致，则成功标志置位；否则失败标志置位。后续程序可通过判别这些标志来决定程序的流向。单片机控制的设备对外输出的控制信号很多是以数字量的形式出现的，如各种显示器、步进电机或电磁阀的驱动信号等。即使是以模拟量输出，也是经过D/A 转换而获得的。单片机给出一个正确的数据后，由于外部干扰的作用有可能使输出装置得到一个被改变了的错误数据，从而使输出装置发生误动作。对于数字量输出软件抗干扰最有效的方法是重复输出同一个数据，重复周期应尽量短。这样输出装置在得到一个被干扰的错误信号后，还来不及反应，一个正确的信号又来到了，从而可以防止误动作的产生。在程序结构上，可将输出过程安排在监控循环中．循环周期取得尽可能短，就能有效地防止输出设备的错误动作。需要注意的是．经过这种安排后输出功能是作为一个完整的模块来执行的，与这种重复输出措施相对应．软件设计中还