电偶极子得辐射场
背景与意义:
对于一个带电体来说,如果正负电荷呈电偶分布,正、负电荷得重心不重合,那么讨论这种带电体得电场时,可以把它模拟成两个相距很近得等量异号得点电荷+q 与?q,这样得带电系统称为电偶极子。实际生活中电偶极子得例子随处可见，例如,在研究电解质极化时,采用重心模型描述后电解质分子可等效为电偶极子;在电磁波得发射与吸收中电子做周期性运动形成振荡电偶极子；生物体所有得功能与活动都以生物电得形式涉及到电偶极子得电场等,当天线长度l远小于波长时,它得辐射就就是电偶极辐射。因此,研究电偶极子在空间激发得电场问题具有重要意义。我们主要讨论宏观电荷系统在其线度远小于波长情形下得辐射问题。
基本内容介绍:
1.计算辐射场得一般公式
（1）
(2)
其中
（3)
若电流J就是一定频率得交变电流，有
(4)
代入(3)式得
（5) 式中为波数。令
有
(6)
2.失势得展开
在失势公式(6)中，存在三个线度:电荷分布区域得线度ｌ,它决定积分区
得大小;波长以及电荷到场点得距离ｒ。我们研究分布于一个小区域得电流所产生得辐射。所谓小区域就是指它得线度远小于波长以及观察距离r,即这种情况下,可以讲失势做展开得
(7）
3.电偶极辐射
我们研究展开式得第一项
（8)
先瞧电流密度体积分得意义。电流就是有运动得带电粒子组成得。设单位体积内有个带电荷为,速度为得粒子,则它们各自对电流密度得贡献为
,因此
其中求与符号表示对各类带电粒子求与。上式也等于对单位体积内得所有带电粒子得qｖ求与。因此
式中求与符号表示对区域内所有带电粒子求与。但
式中就是电荷系统得电偶极矩。因此
如右图所示,当两个相距为得导体球组成,两个
导体之间由导线连接。当导线上有交变电流I时，两导体上得电荷就交替
变化,形成一个振荡电偶极子。这系统得电偶极矩为
当导线上有电流Ｉ时,Q得变化率为
因而体系得电偶极矩变化率为
(9）
由此可得,(8）式代表振荡电偶极矩产生得辐射
（10)
在计算电磁场时,需要对作用算符。我们只保留1/R
低次项,因而算符不需作用到分母得R上,而仅需作用到因子上,作用结果相当于代换
由此得辐射场
(11)
(12）
写成分量形式得
(13)
(１4）
编程实现：
要实现电场得可视化操作,首先要得出电场线得方程
由电场个分量之间关系可得出
(１6)
由式中Ｋ为积分常数,K 取不同得值则得到不同得电力线。因此由（1６)式可绘制出电偶极子得电力线族。在绘图时,需要将球坐标还原成直角坐标: 22212221; cos (/); tan (/)r x y z z x y z y x θφ--=++=++=
由于电场分布与φ角无关，故电场分布关于z 轴对称，因此可以只考虑某个过ｚ轴得平面(如x ｏz 平面)上电力线图，对于ｘo ｚ平面,ｙ=０,因此（４)式中球坐标
; （17)
且ｘ、z 得取值范围均为。
显然，（１6）式可以写成 得形式,这其实就是标量函数ｕ（ｘ，z)得等值线方程,因此电偶极子得电力线方程就就是函数u(x ，z ）得等值线方程。M ＡT ＬAB 提供了一个专门得函数用于绘制标量函数u 得等值线(或称等高线)图：
[c ， h ］ ＝ ｃo ｎｔour (X, Z, U ， V)
其中,X,Z,U 为同维得矩阵,X,Z 指定平面上点得ｘ、z 坐标,可由meshgri ｄ命令取得,在本例中:
x=–r ：０、1:r ； ｚ=-r:0、1：r; ［X,Z]＝meshg ｒi ｄ(x ， z); k 就是函数u(ｘ，z ）在坐标X ，Z 上得值，V 就是向量,指定各条等高线得高度值(例如(16)式中得Ｋ值)。h 就是返回得句柄值。
1、 以影片动画得方式仿真电偶极子辐射过程
要模拟电偶极子辐射场得动态过程,首先要绘制各个时刻得电力线图,即使用contour 函数在ωt 取不同值得情况下绘制电力线方程式。绘制电力线图时应注意下面几个环节：
① 适当选取每个画面上电力线得根数，太多连成一片,太少没有真实感。有2个参数控制电力线得根数，一为K 值,K 每取一个值代表一条电力线（环形线,见附图),K 得值越多则电力线越多,一组K 值对应一套电力线(族);另一个就是波数ｋ,k 越大,电力系将越密,每幅画面将包含更多得电力线数。
② 每个周期内，画面得个数,即适当选取ωt 以及?ωt 得值,应以感觉画面连续为准。
③ 最大辐射半径ｒｍax 得选取,即ｘ、z 得范围。r max 越大,ｘ、ｚ得范围越大,所画电力线也越多。其值得选取应以感觉向无限远处传播出去为宜。
根据经验,上述参数可参照下列值:
K=[-2、0,-1、5,－０、8，-０、4，-0、2，０、2,0、4,0、8，1、5,2、
k＝１;
rmax=１0*pi;
ωｔ＝n*pi/Ｎ,N＝５０，n=０,1,2,、、、,Ｎ-1,即?ωt=π/24。Ｎ实际就就是“拍照”次数,也就是帧结构体得长度,N越小，动画速度越快。
2、以实时动画得方式仿真电偶极子辐射过程
由于实时动画以实时擦除得方式实现动画效果，故画面不宜太复杂,否则效果不好。因此电力线数目不宜过多,上述参数需要重新调整。
4.matlab编程模拟
程序如下:
cｌeaｒ
'a、gｉf'
syms x y z k w t Kｒmabｉde
ｆoｒｎ=1:500
r＝７*pi;
k=1;
Ｋ=［-２、0,-1、5，－0、8,-0、4,-0、２，０、2,０、4,0、8，1、５，2、０］;
N＝50;
wｔ=(n-１)＊pi/N;
x=-r：0、1:r；
ｚ=－r:０、1：r;
［X,Z]＝meｓhｇrid（x,z）;
ｒ=sqrt（X、^２+Z、^2);
a＝acoｓ（Z、／ｒ);
maｂidｅ=sin(ａ)、^2、＊(ｃoｓ（wt-k、＊r)-k、*ｒ、＊ｓin(ｗｔ-k、＊r))、/(k、*ｒ);
[c,h］＝ｃontｏur(X, Ｚ, mabidｅ， K）;
f = getfraｍe(gｃf)；
imiｎｄ = ｆraｍe2ｉm(f);
[imｉnd,cm]= ｒgb２ｉnd(ｉminｄ,2５６);
ifｎ==1
ｉｍwrｉte(iminｄ,ｃm,,＇gｉf', 'Loopcｏunt',in
ｆ,'DelayTime',0、１);
ｅｌｓe
imwrite(imiｎd,cm,,＇ｇｉf','WｒiteMoｄe','ａppenｄ','DeｌａyTime',0、1);
ｅnd
end
动画模拟结果为:动画、gif
继续在不同频率下得模拟图像如下：
四、思考题
请根据仿真结果,尝试找出电偶极子得辐射有何特点?
1.高度空间对称性,在空间上就是同时关于z轴与xｏy平面对称得;
2.随着交变电流频率增大,辐射波长也相应变化;
3.在高频与超高频条件下得辐射需要进一步研究。
[电子电工实习报告] 车辆1104班 吴昊宇 2019年7月11日
目录 1.0实验目的 (3) 1.1实验原理 (4) 1.1.1原理图及原理说明 (4) 1.1.2电路装配图 (7) 1.1.3连线图 (7) 1.2实验内容 (8) 1.2.1实训过程 (8) 1.2.2元件清单 (8) 1.2.3作品展示 (22) 1.2.4实验数据分析 (23) 1.3总结 (23)
1.0实验目的 随着现代化技术的发展，电工电子技术在现代化生活中应用越来越广泛，小到家用电器，大到军事设备，在这些形形色色的种类繁多的设备中都用到了电工电子技术。很多的自动化半自动化控制的未处理系统都是以电子元件为基本单元，通过集成电路来实现的，这就要求工科学生掌握基本的电路设计、制作、检查和维修知识。 本实验的目的如下： ●强化安全用电意识，掌握基本安全用电操作方式。 ●基本掌握公共电烙铁的焊接技术，能够独立的完成简单电子产品的安装和焊接、拆卸过程，能掌握基本的电路维修维修方法。 ●基本掌握电路原理图、装配图的绘制，能独立的完成简单电子电路的设计。 ●了解常用电子器件的类别型号、规格、性能及其使用范围。 ●能够正确识别常用电子元件，并通过查阅相关手册了解其相关参数。 ●熟练的掌握万用表等仪表，并能够独立的检测电路的各种参数，且能检测出简单的电路问题。
1.1实验原理 1.1.1原理图及原理说明 图18 彩灯音乐盒电原理图 本电路以555芯片、二极管、三极管、电解电容与瓷介电容、音乐芯片、喇叭为其核心元件，LED交替发光产生明暗变化，伴随着喇叭发出事先录制的音乐。 工作原理综述：电源开关K1闭合，发光二极管LED3亮，开始由于电容C1短路，所以555芯片的2和6脚为低电平0，又4脚恒为高电位1，由555芯片的输出特性知输出端3为高电平1，LED1亮，三极管VT2截止,LED2灭，7 C1通过电阻R1,R3充电，2和6脚电位升高，最终达到高电平1、3脚输出低电平0，LED1灭，三极管VT2导通，LED2亮，7为低阻态，通过电源负开始放电致使2和6脚电位降低至0，3脚又输出高电位1，LED1亮LED2灭，循环往复。而LED3绿灯和喇叭都一直接
研究简谐振动的电偶极子电场 【摘 要】本文首先对振动性偶极子电场的物理模型进行简要的分析并推导出其电场线方程，然后利用数学软件Matlab 对隐函数直接作图的功能作出其电场线的演化进程图像，并用Matlab 动画模拟其电场线辐射过程，最后结合图像和动画对了振动性偶极子电场进行具体的分析，得出结论。特别是，文中清楚地模拟了部分不闭合电场线“分裂”出闭合电场线的过程，这在一般论文和教材中较为少见。 【关键字】振动性偶极子(振荡电偶极子 偶极振子)；Matlab ；作图；动画；感应电场；库仑电场 1． 引言 振动性偶极子是电磁波辐射理论的基础，对其电场辐射情况的研究具有重要的意义。但由于振动性偶极子电场的概念抽象，理论计算过程又十分复杂，推导和掌握需要较深的数学基础，而图形绘制也要考虑诸多因素，极其繁琐，致使这方面的研究较为困难。使用Matlab 则可以轻松地应对这些问题，它能够针对振动性偶极子电场的各个参量变化时的特点快速地绘制出其电场线图像。在图形的帮助下，就很容易对其电场进行简明而清楚的分析。 2． 物理模型 2．1振动性偶极子的电场 设振动性偶极子的电矩为 0cos x P e P t ω= 采用球坐标可得到在任意时刻t ，空间任意处r 的辐射电场[4]： 3032 0211cos cos()cos()4()()2r P k E t kr t kr kr kr πθωωπε?? =-+-+???? 30320111sin []cos()cos()4()()2P k E t kr t kr kr kr kr θπθωωπε??=--+-+???? （2-1） 0=?E 上式中k c ω = 。 在kr>>l 的远区，库仑电场比感应电场弱得多，故远区的电场以感应电场为主导。而在 kr< 请在左侧装订成册 大连理工大学Array本科实验报告 课程名称：电工学实验A（二）学院（系）： 专业： 班级： 学号： 学生姓名： 联系电话： 2015 年~ 2016 年第2 学期 实验项目列表 姓名：学号： 注意集成运算放大器实验的上课时间（3学时）：第一节：（1.2节课）7：30 第二节：（3.4节课）10：05 第三节：（5.6节课）13：00 第四节：（7.8节课）15：30 第五节：（9.10节课）18：00 电工学实验须知 一. 选课要求 实验选课前需确认已在教务选课系统中选择该课程。电工学实验实行网上选课，请按选课时间上课，有特殊情况需事先请假，无故选课不上者按旷课处理，不给补做，缺实验者不给成绩。 二. 预习要求 1.课前认真阅读实验教程，复习相关理论知识，学习本节实验预备知识，回答相关 问题，按要求写好预习报告，注意实验内容有必做实验和选做实验； 2.课前在实验报告中绘制电路原理图及实验数据表格（用铅笔、尺作图）； 3.课前在实验报告中列出所用实验设备及用途、注意事项（设备型号课后填写）； 4.设计性实验和综合性实验要求课前完成必要的电路设计和实验方案设计； 5.没有预习报告或预习报告不合格者不允许做实验。 三. 实验课上要求 1.每个实验均须独立完成，抄袭他人数据记0分，严禁带他人实验报告进入实验室； 2.认真完成实验操作和观测； 3.所有实验记录均需指导教师确认（盖印），否则无效； 4.请遵守《电工学实验室安全操作规则》。 四. 实验报告 1.请按要求提交预习报告； 2.所有绘图必须用坐标纸绘图，并自行粘贴在报告上； 3.实验完毕需各班统一提交实验报告，没有按要求提交报告者不给成绩；抄袭实验 报告记0分。 作者: 日期: 电工学 实验报告 实训时间：2012/3/26 指导老师： ________ 班级：_1_ 姓名： _________ 学号：11 I 1 =14 I 2=15 图中有两个节点A 和D 根据基尔霍夫定律（KCL ）节点个数n=2,支路个数b=3 广州大学给排水工程专业学生实验报告 成 绩 NO 1 日期2012 年 3 月 26 实验项目： 电阻串联、并联、双电源直流电路分析 目 的： 学习万用表使用，学习电阻、电压、电流和电位测量 内 容： （见详细介绍） 仪 器： 数字万用表、双输出稳压电源 材 料： 试验用电阻及导线 图1-38直流电路基本测量实验电路 科目 电子电工技术班级 1报告人：—同组学生 日 U 2 + R 1 510 Q I" + + 1 R3 E 1 d )6V U 3 510 Q U 4 F A R 2 1k Q E D U 5 I 2 I 1 - + R 4 510 Q U 1 + 12V - + E 2 + - R 5 330 Q 解：由图中可知，图中共有 3个支路，AFED,AD,AECD, 因为流经各支路的电流相等，所以 I 1+ I 2= I 3 对节点A有 对于网孔ADEFA，按顺时针循环一周，根据电压和电流的参考方向可以列出 1 1R1+I 3R3 +I 4R4 E1 I I510 I3510 14510 6V 对于网孔ADCBA，按顺时针循环一周，根据电压和电流的参考方向可以列出 I2R2+I3R3 + I5R5 = E2 I21000 +l3510 +l5330 =12V 联立方程得 电工基础实验报告 电工学 实验报告 实训时间：2012/3/26 指导老师： _______ 班级：_1_ 姓名： ________ 学号：11 科目 电子电工技术班级 1 报告人：_同组学 生 __________ 日期2012 年 3 月_26 日 图1-38直流电路基本测量实验电路 广州大学给排水工程专业学生实验报告 NO 1 解：由图中可知，图中共有3个支路，AFED, AD,ABCD, 因为流经各支路的电流相等，所以 I i =I 4 I 2=15 图中有两个节点A 和D 根据基尔霍夫定律（ KCL ）节点个数n=2,支路个数 b=3对节点A 有I 1+ I 2= I 3 对于网孔ADEFA,按顺时针循环一周，根据 电压和电流的参考方向可以列出 I i R i +13R 3+14R 4 E 1 I i 510 I 3510 14510 6V 对于网孔ADCBA,按顺时针循环一周，根据 电压和电流的参考方向可以列出 I 2R 2 +I 3R 3 + I 5R 5 = E 2 l 21000 +l 3510 +l 5330 =12V 联立方程得 F U 1 + - I 1 / —? \ I 2 < -- U 2 - + R 1 510 Q R 2 1k Q f 3 + + R3 E 1 C )6V U 3 510 Q 12V 厂 1, U 4 U 5 B E D + + R 4 510 Q R 5 330 Q + E 2 I 1=1.92mA 12 5.98mA 13 7.90mA 各电阻两端的电压 U 1=I 1R 1=1.92 10-3 510=0.9792V U 2=I 2R 2 5.98 10-3 1000 5.98V U 3=I 3R 3=7.9 10「3 510=4.029V U 4=I 4R 4 U 3=I 3R 3=7.9 10-3 510=4.029V U 5=I 5R 5=I 2R 5 5.98 10-3 330=1.973V 以A 点作为参考点则V A = 0 U AD =0 U 3 0 4.029V 4.029V U BF U BA U FA 5.980V 0.9792V 5.0008V U CE U CA U EA 1.9734V 4.029V 2.0556 [、f ZX — 、/十 ryj r [ V D = 0 以D 点作为参考点则 U AD U 3 4.029V U BF U BD U FD =5.980V 0.9792V 5.0008/ U CE U CD U ED 1.9734V 4.029V 2.0556V 厂 h510 打510 I 2IOOO 4510 2 I 1+| 2 =I 3 11 I 4 12 I 5 L I 1=1.92mA 12 5.98mA 13 7.90mA I 4510 6V I 5 330 =12V 中国石油大学（华东）现代远程教育 实验报告 课程名称：电工电子学 实验名称：三相交流电路 实验形式：在线模拟+现场实践 提交形式：在线提交实验报告 学生姓名：任永胜学号：1995738000111年级专业层次：年级：1903 层次：高起专专业：机电一体化技术 学习中心：府谷奥鹏学习中心 提交时间：2019年11月1日 二、实验原理 答： 1. 对称三相电路中线、相电压和线、相电流的关系，三相电路中，负载的连接分为星形连接和三角形连接两种。一般认为电源提供的是对称三相电压。 （1）星形连接的负载如图1所示： 图1 星形连接的三相电路 A、B、C表示电源端，N为电源的中性点（简称中点），N' 为负载的中性点。无论是三线制或四线制，流过每一相负载的相电流恒等于与之相连的端线中的线电流： （下标I表示线的变量，下标p表示相的变量） 在四线制情况下，中线电流等于三个线电流的相量之和，即 端线之间的电位差（即线电压）和每一相负载的相电压之间有下列关系： 当三相电路对称时，线、相电压和线、相电流都对称，中线电流等于零，而线、相电压满足： （2）三角形连接的负载如图2所示： 其特点是相电压等于线电压： 线电流和相电流之间的关系如下： 当三相电路对称时，线、相电压和线、相电流都对称，此时线、相电流满足： 2.不对称三相电路 在三相三线制星形连接的电路中，若负载不对称，电源中点和负载中点的电位不再相等，称为中点位移，此时负载端各相电压将不对称，电流和线电压也不对称。 在三相四线制星形连接的电路中，如果中线的阻抗足够小，那么负载端各相电压基本对称，线电压也基本对称，从而可看出中线在负载不对称时起到了很重要的作用。但由于负载不对称，因此电流是不对称的三相电流，这时的中线电流将不再为零。 在三角形连接的电路中，如果负载不对称，负载的线、相电压仍然对称，但线、相电流不再对称。 如果三相电路其中一相或两相开路也属于不对称情况。 3.三相负载接线原则 电工电子综合试验——数字计时器实验报告 学号： 姓名： 学院： 专业：通信工程 目录 一，实验目的及要求 二，设计容简介 四，电路工作原理简述 三，设计电路总体原理框图五，各单元电路原理及逻辑设计 1. 脉冲发生电路 2. 计时电路和显示电路 3. 报时电路 4. 较分电路 六引脚图及真值表 七收获体会及建议 八设计参考资料 一，实验目的及要求 1，掌握常见集成电路实现单元电路的设计过程。 2，了解各单元再次组合新单元的方法。 3，应用所学知识设计可以实现00’00”—59’59”的可整点报时的数字计时器 二，设计容简介： 1，设计实现信号源的单元电路。（ KHz F Hz F Hz F Hz F1 4 , 500 3 , 2 2 , 1 1≈ ≈ ≈ ≈ ） 2，设计实现00’00”—59’59”计时器单元电路。 3，设计实现快速校分单元电路。含防抖动电路（开关k1,频率F2,校分时秒计时器停止）。4，加入任意时刻复位单元电路（开关K2）。 5，设计实现整点报时单元电路（产生59’53”,59’55”,59’57”,三低音频率F3,59’59”一高音频率F4）。 三，设计电路总体原理框图 设计框图： 四，电路工作原理简述 电路由振荡器电路、分频器、计数器、译码器、显示器、校时电路和报时电路组成。振荡器产生的脉冲信号经过十二级分频器作为秒脉冲，秒脉冲送入计数器，计数器通过“时”、“分”、“秒”译码器显示时间，将分秒计时器分开，加入快速校分电路与防抖动电路，并控制秒计 时器停止工作。较分电路实现对“分”上数值的控制，而不受秒十位是否进位的影响，在60进制控制上加入任意时刻复位电路。报时电路通过1kHz或2kHz的信号和要报时的时间信号进行“与”的运算来实现的顶点报时的，通过两个不同频率的脉冲信号使得在不同的时间发出不同的声响。 五，各单元电路原理及逻辑设计 （1）脉冲发生电路 脉冲信号发生电路是危机时期提供技术脉冲，此次实验要求产生1HZ的脉冲信号。用NE555集成电路和CD4040构成。555定时器用来构成多谐振荡器，CD4040产生几种频率为后面电路使用。 实验电路如下（自激多谐振荡电路,周期矩形波发生电路） 震荡周期T=0.695(R1+2*R2)C，其中R1=1KΩ，R2=3KΩ，C=0.047uf，计算T=228.67*10-6 s ，f=4373.4Hz产生的脉冲频率为4KHz,脉冲信号发生电路 和CD4040连接成如图所示的电路，则从Q12输出端可以得到212分频信号F1,即1Hz的信号，Q11可以得到F2即2Hz的信号提供给D触发器CP和校分信号，Q3输出分频信号500Hz，Q2输出1KHz提供给报时电路 二，秒计时电路 应用CD4518及74LS00可以设计该电路，CD4518是异步清零，所以在进行分和秒十位计数的时候，需要进行清零，而在个位计数的时候不需要清零。所以Cr2=2QcQb,Cr4=4Qc4QB。当秒个位为1001时，秒十位要实现进位，此时需要EN2=1Qd，同理分的个位时钟EN3=2Qc，分十位时钟端EN4=3Qd。因此，六十进制计数器逻辑电路如下图所示 电偶极子和磁偶极子的对比 目录 1引言 (1) 2定义 (1) 2.1电偶极子的定义 (1) 2.2磁偶极子的定义 (2) 3电偶极子和磁偶极子比较---主动方面 (2) 3.1电偶极子和磁偶极子的场分布 (2) 3.2电偶极子和磁偶极子辐射 (4) 4电偶极子和磁偶极子比较---被动方面 (4) 4.1电偶极子和磁偶极子在外场E和B中的力和力矩 (4) 4.2电偶极子和磁偶极子在外场中的相互作用能 (5) 5应用 (8) 5.1心脏的活动 (8) 5.2赫濨磁偶极子天线 (9) 6结论 (9) 参考文献：................................... 致谢...................................... 电偶极子和磁偶极子的对比 摘要：本文介绍了电偶极子和磁偶极子模型的建立，并对两者在数学表达上的类似和内在结构土的不同所引起的差别作了讨论。这里的关键是通过电偶极子 和磁偶极子各方面的的性质做出了基本论述电偶极子和磁偶极子都是非常实用的物理模型，让同学们更好的认识电磁偶极子非常重要的事。在研究物质电磁性态时，用电偶极子和磁偶极子就能很好地说明极化和磁化现象，在研究电磁辐射时，偶极辐射不论在理论上或实际应用中都十分重要。由于电偶极子和磁偶极 子分别是复杂点体系和次体系的一级近似在数学表达上有不少的类似之处，使得研究更具更利，但应当认识到，这种类似只是形式上的，因为至今尚未有存在磁单极的实验证据，我们在进行类比并由此高清电偶极子和磁偶极子。 关键词：电偶极子；磁偶极子；相互作用力；相互作用能 1引言 电偶极子和磁偶极子都是非常实用的物理模型，让同学们更好的认识电磁偶极子非常重要的事，但数学公式较繁琐，导致初学者在认识上要产生障碍，使得教与学都功倍事半。应用它们往往能将复杂的问题大大简化又不失本质的东西例如，在研究物质电磁性态时，用电偶极子和磁偶极子就能很好地说明极化和磁化现象；在研究电磁辐射时，偶极辐射不论在理论上或实际应用中都十分重要由于电偶极子和磁偶极子分别是复杂电体系和磁体系的一级近似，，在数学表达上有不少类似之处，使得研究更具便利，但是应当认识到，这种类似只是形式上的，因为至今尚未有存在磁单极的实验证据，现有电磁理论的电磁对称是破缺的，所以我们在进行类比时要时刻记住偶极模型的根源，并由此搞清电偶极子 和磁偶极子的差别。研究电偶极子与磁偶极子在生活中的实际应用，围绕其性质及作用，进行科学性研究论述！ 2定义 2.1电偶极子的定义 一个实体，它在距离充分大于本身几何尺寸的一切点处产生的电场强度都和一对等值异号的分开的点电荷所产生的电场强度相同。 电偶极子(electric dipole )是两个相距很近的等量异号点电荷组成的系 统。电偶极子的特征用电偶极距P= lq描述，其中I是两点电荷之间的距离，I 和P的方向规定由一q指向+ q。 实验一基尔霍夫定律的验证 班级姓名学号 一、实验目的 1、验证基尔霍夫定律的正确性，加深对基尔霍夫定律的理解。 2、学会用电流插头、插座测量各支路电流。 二、原理说明 基尔霍夫定律是电路的基本定律。测量某电路的各支路电流及每个元件两端的电压，应能分别满足基尔霍夫电流定律(KCL)和电压定律(KVL)。即对电路中的任一个节点而言，应有I=O;对任何一个闭合回路而言，应有U=0。 运用上述定律时必须注意各支路电流或闭合回路的正方向，此方向可预先任意设定。 三、实验设备 可调直流稳压电源，万用表，实验电路板 四、实验内容 实验线路图如下，用DVCC-03挂箱的“基尔霍夫定律/叠加原理”电路板。 1、实验前先任意设定三条支路电流正方向。如图中的I1, I2, I3的方向己设定。 闭合回路的正方向可任意设定。 2、分别将两路直流稳压源接入电路，令U1=6V, U2=12V。 3、熟悉电流插头的结构，将电流插头的两端接至数字毫安表的“+、-”两端。 4、将电流插头分别插入三条支路的三个电流插座中，读出并记录电流值。 五、实验注意事项 1、所有需要测量的电压值，均以电压表测量的读数为准。U1、U2也需测量，不应取 电源本身的显示值。 2、防止稳压电源两个输出端碰线短路。 3、用指针式电压表或电流表测量电压或电流时，如果仪表板指针反偏，则必须调换仪 表极性，重新测量。此时指针不偏，但读得电压或电流值必须冠以负号。若用数显电压表或电流表测量，则可直接读出电压或电流值。但应注意：所读得的电压或电流值的正确正负号应根据设定的电流参考方向来判断。 六、思考题 1、根据实验数据，选定节点A，验证KCL的正确性。 2、根据实验数据，选定实验电路中的任一个闭合回路，验证KVL的正确性。 3、误差原因分析。 中山大学电工原理及其应用实验报告 SUN YAT-SEN UNIVERSITY 院（系）：移动信息工程学号：审批 专业：软件工程实验人： 实验题目：实验九：BJT单管共射电压放大电路 一、实验目的 1. 掌握放大电路静态工作点的测试方法，分析静态工作点对放大器性能的影响。 2. 掌握放大电路动态性能（电压增益、输入电阻、输出电阻、最大不失真输出电压 以及幅频特性等）的测试方法。 3. 进一步熟练常用电子仪器的使用 二、预习思考题 1.阅读教材中有关单管放大电路的内容并估算实验电路的性能指标。 假设：3DG6 的β＝100，Rb2＝20KΩ，Rb1＝60KΩ，RC＝2KΩ，RL＝2KΩ。 估算放大电路的静态工作点，电压增益AV，输入电阻Ri和输出电阻RO 2、阅读实验附录中有关示波器的使用、晶体管特性图示仪简介以及放大电路干扰和自激振荡 消除的内容。 3、能否用直流电压表直接测量晶体管的VBE？为什么实验中要采用测VB、VE，再间接算出VBE的方法？ 答：一般的电压表直接测不准，会引起电路参数变化，因为电表直接接在输入端，形成额外的输入信号。而测UB、UE时，电压表的一端是接地的，不容易形成额外输入。 4、怎样测量Rb1阻值？ 答：用万用表电阻档测量。 5、当调节偏置电阻Rb1，使放大电路输出波形出现饱和或截止失真时，晶体管的管压降VCE怎样变化？ 答：饱和失真时Uce减小Ic增大，截止失真时Uce增大Ic减小。 6、改变静态工作点对放大电路的输入电阻Ri有否影响？改变外接电阻RL对输出电阻RO有否影响？答：因为Ri≈Rbe‖Rb1‖Rb2；Ro≈Rc，所以对输入电阻有影响对输出电阻吴影响。 7、在测试AV，Ri和RO时怎样选择输入信号的大小和频率？为什么信号频率一般选1KHz，而不选100KHz或更高？ 答：应该选Ui=10mv作用f=1KHZ左右，因为，试验电路为阻容耦合单管共射放大电路，阻容耦合单管放大电路的下限频率fL越小电路的低频响应越好，所以采用1KHZ而不用更高的 8.单管共射级放大电路测试中,如果将函数信号发生器,交流毫伏表,示波器中任一仪器的二个测试端子接线换位，将会出现什么问题？ 答：对于函数信号发生器:如果有波形输出，例如正弦波，则在示波器端的显示是反相。 交流毫伏表：正电流显示为负电流，负电流显示为正电流，容易造成仪器损坏。 示波器：只是显示的通道不同了而已，没影响。 三、原理说明 图9－1为射极偏置单管放大电路。它由Rb1和Rb2组成分压电路，并在发射极中接有电 阻Re，以稳定放大器的静态工作点。当在放大电路的输入端加入输入信号vi后，在放大电 路的输出端便可得到一个与vi相位相反，幅值被放大了的输出信号vo，从而实现电压放 大。 图9-1 篇一：电工学实验报告 物教101 实验一电路基本测量 一、实验目的 1. 学习并掌握常用直流仪表的使用方法。 2. 掌握测量直流元件参数的基本方法。 3. 掌握实验仪器的原理及使用方法。二、实验原理和内容 1.如图所示，设定三条支路电流i1,i2,i3的参考方向。 2.分别将两个直流电压源接入电路中us1和us2的位置。 3.按表格中的参数调节电压源的输出电压，用数字万用表测量表格中的各个电压，然后与计算值作比较。 4.对所得结果做小结。三、实验电路图 四、实验结果计算 参数表格与实验测出的数据 us1=12v us2=10v 实验二基尔霍夫定律的验证 一、实验目的 1．验证基尔霍夫定律，加深对基尔霍夫定律的理解； 2．掌握直流电流表的使用以及学会用电流插头、插座测量各支路电流的方法； 3．学习检查、分析电路简单故障的能力。二、原理说明 基尔霍夫电流定律和电压定律是电路的基本定律，它们分别用来描述结点电流和回路电压，即对电路中的任一结点而言，在设定电流的参考方向下，应有∑i ＝0，一般流出结点的电流取正号，流入结点的电流取负号；对任何一个闭合回路而言，在设定电压的参考方向下，绕行一周，应有∑u ＝0，一般电压方向与绕行方向一致的电压取正号，电压方向与绕行方向相反的电压取负号。 在实验前，必须设定电路中所有电流、电压的参考方向，其中电阻上的电压方向应与电流方向一致。三、实验设备 1．直流数字电压表、直流数字毫安表。 2．可调压源（ⅰ、ⅱ均含在主控制屏上，根据用户的要求，可能有两个配置0～30v可调。）3．实验组件（含实验电路）。四、实验内容 实验电路如图所示，图中的电源us1用可调电压源中的＋12v输出端，us2用0～＋30v可调电压+10v输出端，并将输出电压调到＋12v（以直流数字电压表读数为准）。实验前先设定三条支路的电流参考方向，如图中的i1、i2、i3所示，并熟悉线路结构。 1．熟悉电流插头的结构，将电流插头的红接线端插入数字毫安表的红（正）接线端，电流插头的黑接线端插入数字毫安表的黑（负）接线端。 2．测量支路电流 将电流插头分别插入三条支路的三个电流插座中，读出各个电流值。按规定：在结点a，电流表读数为‘＋’，表示电流流出结点，读数为‘－’，表示电流流入结点，然后根据中的电流参考方向，确定各支路电流的正、负号，并记入表中。 3．测量元件电压 用直流数字电压表分别测量两个电源及电阻元件上的电压值，将数据记入表中。测量时电压表的红接线端应被插入被测电压参考方向的高电位端，黑接线端插下被测电压参考方向的低电位端。五、实验数据处理 验证基尔霍夫定律篇二：电工学实验答案 实验1 常用电子仪器的使用 七、实验报告及思考题 matlab结题报告(电偶极子的辐射场) ————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 电偶极子的辐射场 背景与意义： 对于一个带电体来说，如果正负电荷呈电偶分布，正、负电荷的重心不重合，那么讨论这种带电体的电场时，可以把它模拟成两个相距很近的等量异号的点电荷+q 和?q ，这样的带电系统称为电偶极子。实际生活中电偶极子的例子随处可见，例如，在研究电解质极化时，采用重心模型描述后电解质分子可等效为电偶极子；在电磁波的发射和吸收中电子做周期性运动形成振荡电偶极子；生物体所有的功能和活动都以生物电的形式涉及到电偶极子的电场等，当天线长度l 远小于波长时，它的辐射就是电偶极辐射。因此，研究电偶极子在空间激发的电场问题具有重要意义。我们主要讨论宏观电荷系统在其线度远小于波长情形下的辐射问题。 基本内容介绍： 1. 计算辐射场的一般公式 A B ??= (1) B k ic E ??= （2） 其中 (3) 若电流J 是一定频率的交变电流，有 (4) 代入（3）式得 ， （5） 式中 为波数。令 有 ')'(π4μ)(0dV r e x J x A V ikr ?= （6） 2. 失势的展开 在失势公式（6）中，存在三个线度：电荷分布区域的线度l ，它决定积分区 的大小；波长 以及电荷到场点的距离r 。我们研究分布于一个小区域的电流所产生的辐射。所谓小区域是指它的线度远小于波长 以及观察距离r ，即 λ< 收音机焊接电工学实验报告 陈林6002210003 给排水101 一、实习时间：2012.4.30—2012.5.4 二、实习地点，南昌大学基础实验大楼电工实验室 三、实习目的： 电子技术实习的主要目的就是培养我们的动手能力，同金工实习的意义是一样的，金工实习要求我们都日常的机械车床，劳动工具能够熟练使用，能够自己动手做出一个像样的东西来。而电子技术实习就要我们对电子元器件识别，相应工具的操作，相关仪器的使用，电子设备制作、装调的全过程，掌握查找及排除电子电路故障的常用方法有个更加详实的体验，不能在面对这样的东西时还像以前那样一筹莫展。有助于我们对理论知识的理解，帮助我们学习专业知识。使我们对电子元件及收音机的装机与调试有一定的感性和理性认识，打好日后深入学习电子技术基础。同时实习使我获得了收音机的实际生产知识和装配技能，培养理论联系实际的能力，提高分析问题和解决问题的能力，增强独立工作的能力。同时也培养同学之间的团队合作、共同探讨、共同前进的精神。 具体目的如下： （1）学习并掌握收音机的工作原理； (2)识别电工元件与电子线路，熟悉手工焊接的常用工具的使 用及维护与修理，熟悉常用电子器件的类别、型号、规格、性能及适用范围，能查阅有关电子器件的图书。 （3）通过安装收音机，熟悉电子产品的安装工艺的生产流程，并加深对理论知识的理解； （4）了解电子产品的焊接、调试与维修方法。能够正确识别和选用常用的电子器件，并且能够熟练使用普通万用表和数字万用表。 （5）.熟悉印制电路板设计的步骤和方法，熟悉手工制作印制电板的工艺流程，能够根据电路原理图，元器件实物设计并制作印制电路板。 （6）培养动手能力，基本掌握手工电烙铁的焊接技术，能够独立完成简单的电子产品的安装和焊接 四、原理简述： 收音机天线接收到的高频信号通过输入电路与收音机的本机振荡频率（其频率较外来高频信号高一个固定中频，我国中频标准中规定为465KHZ）一起送入变频管内混合-变频，在变频级的负载回路（选频）产生一个新频率即通过差频产生的中频，原来的音频包络线并没有改变，中频信号可以更好地得到放大，中频信号经检波并滤除高频信号。再经低放，功率放大后，推动扬声器发动声音。 收音机电路原理图： 电偶极子得辐射场 背景与意义: 对于一个带电体来说,如果正负电荷呈电偶分布,正、负电荷得重心不重合,那么讨论这种带电体得电场时,可以把它模拟成两个相距很近得等量异号得点电荷+q 与?q,这样得带电系统称为电偶极子。实际生活中电偶极子得例子随处可见，例如,在研究电解质极化时,采用重心模型描述后电解质分子可等效为电偶极子;在电磁波得发射与吸收中电子做周期性运动形成振荡电偶极子；生物体所有得功能与活动都以生物电得形式涉及到电偶极子得电场等,当天线长度l远小于波长时,它得辐射就就是电偶极辐射。因此,研究电偶极子在空间激发得电场问题具有重要意义。我们主要讨论宏观电荷系统在其线度远小于波长情形下得辐射问题。 基本内容介绍: 1.计算辐射场得一般公式 （1） (2) 其中 （3) 若电流J就是一定频率得交变电流，有 (4) 代入(3)式得 （5) 式中为波数。令 有 (6) 2.失势得展开 在失势公式(6)中，存在三个线度:电荷分布区域得线度ｌ,它决定积分区 得大小;波长以及电荷到场点得距离ｒ。我们研究分布于一个小区域得电流所产生得辐射。所谓小区域就是指它得线度远小于波长以及观察距离r,即这种情况下,可以讲失势做展开得 (7） 3.电偶极辐射 我们研究展开式得第一项 （8) 先瞧电流密度体积分得意义。电流就是有运动得带电粒子组成得。设单位体积内有个带电荷为,速度为得粒子,则它们各自对电流密度得贡献为 ,因此 其中求与符号表示对各类带电粒子求与。上式也等于对单位体积内得所有带电粒子得qｖ求与。因此 式中求与符号表示对区域内所有带电粒子求与。但 式中就是电荷系统得电偶极矩。因此 如右图所示,当两个相距为得导体球组成,两个 导体之间由导线连接。当导线上有交变电流I时，两导体上得电荷就交替 变化,形成一个振荡电偶极子。这系统得电偶极矩为 当导线上有电流Ｉ时,Q得变化率为 因而体系得电偶极矩变化率为 (9） 由此可得,(8）式代表振荡电偶极矩产生得辐射 （10) 在计算电磁场时,需要对作用算符。我们只保留1/R 低次项,因而算符不需作用到分母得R上,而仅需作用到因子上,作用结果相当于代换 由此得辐射场 (11) (12） 写成分量形式得 (13) (１4） 电偶极子的辐射场 背景与意义： 对于一个带电体来说，如果正负电荷呈电偶分布，正、负电荷的重心不重合，那么讨论这种带电体的电场时，可以把它模拟成两个相距很近的等量异号的点电荷+q 和?q ，这样的带电系统称为电偶极子。实际生活中电偶极子的例子随处可见，例如，在研究电解质极化时，采用重心模型描述后电解质分子可等效为电偶极子；在电磁波的发射和吸收中电子做周期性运动形成振荡电偶极子；生物体所有的功能和活动都以生物电的形式涉及到电偶极子的电场等，当天线长度l 远小于波长时，它的辐射就是电偶极辐射。因此，研究电偶极子在空间激发的电场问题具有重要意义。我们主要讨论宏观电荷系统在其线度远小于波长情形下的辐射问题。 基本内容介绍： 1. 计算辐射场的一般公式 A B ??=(1) B k ic E ??=（2） 其中 A (x , t)=μ04π J (x , ,t?r c )r V dV , (3) 若电流J 是一定频率的交变电流，有 J x , ,t =J (x , )e ?i ωt (4) 代入（3）式得 A x ,, t =μ04π J (x , )e i (kr ?ωt)r V dV ， （5） 式中k =ω/c 为波数。令 A x ,t =A (x )e ?i ωt 有 ')'(π4μ)(0 dV r e x J x A V ikr ?= （6） 2. 失势的展开 在失势公式（6）中，存在三个线度：电荷分布区域的线度l ，它决定积分区 x , 的大小；波长λ=2π/k 以及电荷到场点的距离r 。我们研究分布于一个小区域的电流所产生的辐射。所谓小区域是指它的线度远小于波长λ以及观察距离r ，即 λ< 实验报告 课程名称：电工电子学实验指导老师：聂曼成绩：________________ 实验名称：集成定时器及其应用实验类型：设计同组学生姓名：__ _ __ 一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤（必填） 六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得（必填） 一、实验目的 1.了解集成定时器的电路结构和外引线排列。 2.了解由集成定时器构成的多谐振荡器、单稳态触发器和施密特触发器。 二、实验原理 集成定时器是一中新颖的模拟、数字混合型的集成电路，它是用于产生精确的时间延时或震荡的高稳定性能器件。通过外接元件，555集成定时器可以方便地构成多谐振荡器、单稳态触发器、施密特触发器及其他多种应用电路。 1.多谐振荡器 多谐振荡器没有稳定状态，只有两个暂稳状态，而且无需用外来脉冲触发，电路能自动地交替翻转，使两个暂稳状态轮流出现，输出矩形脉冲。 2.单稳态触发器 单稳态触发器能在外来触发脉冲的作用下，输出一定幅度和宽度的脉冲。输出脉冲的宽度就是暂稳态的持续时间t w。 3.施密特触发器 三、实验设备 MDZ－2型模拟电子技术实验箱 TDS1002C型双踪示波器 DG1000数字函数信号发生器 运放、时基电路实验板 四、实验内容 图15-1 图15-2 图15-3 1.多谐振荡器 P. 实验名称：集成定时器及其应用姓名：_____学号：___ ___________ 实验名称：集成定时器及其应用__姓名：_ ____学号：____ ___ 实验名称： 集成定时器及其应用 姓名：_ _____学号：____ ___ 2.整理实验数据，将理论估算结果与实验测试数值相比较，并加以分析讨论。 (1).多谐振荡器 在数值方面，据上表可见，该实验中的各物理量的测量值和理论值相差都不大，最大相对偏差为13.8%，可知实验与理论总体上较为接近。根据其相对偏差的特点，可以看出偏差并没有一致的规律，因此可推断有较多的随机误差存在，除此之外，可能存在的其他误差有：1.各元件属性并非完全符合实验设计，存在少许差异，属于系统误差；2.电路导线不能完全忽略电阻，再加上导线插头可能接触不良而产生的额外电阻，使得实际电路与设计略有不同，也属于系统误差，但因为接线有很大的随机性，对于不同的接线方法，可能结果会略有不同；3.测量仪器(万用表、示波器)有一定的误差；4.存在人为读数误差，比如在读取示波器上的刻度值时不可能做到非常精确。 在相位方面，从上文波形图可见，u C 和u 0的相位相关性较好，形状、大小等方面都与理论相符。 总体来说，实验结果还是比较理想的，较好地实现了多谐振荡器的功能。 装 订 线 篇一：电工基础实验报告 电工学 实验报告 实训时间： 2012/3/26 指导老师：班级：姓名：学号： 11 广州大学给排水工程专业学生实验报告 no1 科目电子电工技术班级 1 报告人：同组学生日期 2012 年 3月 26日 f u1 图1-38直流电路基本测量实验电路 u2b +e1 -r4 510ω r5 330ω c 解 解：由图中可知，图中共有3个支路，ａｆｅｄ，ａｄ，ａｂｃｄ， 因为流经各支路的电流相等，所以 e2 ｉ１＝ｉ４ｉ２＝ｉ５ 图中有两个节点ａ和ｄ根据基尔霍夫定律（kcl）节点个数n=2,支路个数b=3对节点a有ｉ1+ｉ2=ｉ3 对于网孔ａｄｅｆａ，按顺时针循环一周，根据电压和电流的参考方向可以列出 i1r1+i3r3+i4r4?e1 i1510??i3510??i4510??6v 对于网孔ａｄｃｂａ，按顺时针循环一周，根据电压和电流的参考方向可以列出 i2r2+i3r3+i5r5=e2 i21000?+i3510?+i 5330?=12v 联立方程得 i1510??i3510??i4510??6vi21000??i3510??i5330?=12vi1+i2=i3 i1?i4i2?i5 i1=1.92mai2?5.98ma i3?7.90mai1=1.92mai2?5.98ma i3?7.90ma各电阻两端的电压 u1=i1r1=1.92?10-3?510=0.9792vu2=i2r2?5.98?10-3?1000?5.98vu3=i3r3=7.9?10-3?510=4. 029v u4=i4r4?u3=i3r3=7.9?10-3?510=4.029vu5=i5r5=i2r5?5.98?10-3?330=1.973v 以ａ点作为参考点则ｖａ＝０ uad=0?u3?0?4.029v??4.029v ubf?uba?ufa?5.980v?0.9792v?5.0008v uce?uca?uea?1.9734v?4.029v??2.0556 以ｄ点作为参考点则vd＝０ uad??u3??4.029v ubf?ubd?ufd=5.980v?0.9792v?5.0008vuce?ucd?ued?1.9734v?4.029v??2.0556v 1实验目的 （1）学习万用表的使用 中山大学电工原理及其应用实验报告 S U N Y A T-S E N U N I V E R S I T Y 院（系）：移动信息工程学号：审批 专业：软件工程实验人： 实验题目：实验九：BJT单管共射电压放大电路 一、实验目的 1. 掌握放大电路静态工作点的测试方法，分析静态工作点对放大器性能的影响。 2. 掌握放大电路动态性能（电压增益、输入电阻、输出电阻、最大不失真输出电压 以及幅频特性等）的测试方法。 3. 进一步熟练常用电子仪器的使用 二、预习思考题 1.阅读教材中有关单管放大电路的内容并估算实验电路的性能指标。 假设：3DG6 的β＝100，Rb2＝20KΩ，Rb1＝60KΩ，RC＝2KΩ，RL＝2KΩ。 估算放大电路的静态工作点，电压增益AV，输入电阻Ri和输出电阻RO 2、阅读实验附录中有关示波器的使用、晶体管特性图示仪简介以及放大电路干扰和自激振荡 消除的内容。 3、能否用直流电压表直接测量晶体管的VBE？为什么实验中要采用测VB、VE，再间接算出VBE的方法？答：一般的电压表直接测不准，会引起电路参数变化，因为电表直接接在输入端，形成额外的输入信号。而测UB、UE时，电压表的一端是接地的，不容易形成额外输入。 4、怎样测量Rb1阻值？ 答：用万用表电阻档测量。 5、当调节偏置电阻Rb1，使放大电路输出波形出现饱和或截止失真时，晶体管的管压降VCE怎样变化？答：饱和失真时Uce减小Ic增大，截止失真时Uce增大Ic减小。 6、改变静态工作点对放大电路的输入电阻Ri有否影响？改变外接电阻RL对输出电阻RO有否影响？答：因为Ri≈Rbe‖Rb1‖Rb2；Ro≈Rc，所以对输入电阻有影响对输出电阻吴影响。 7、在测试AV，Ri和RO时怎样选择输入信号的大小和频率？为什么信号频率一般选1KHz，而不选100KHz 或更高？ 答：应该选Ui=10mv作用f=1KHZ左右，因为，试验电路为阻容耦合单管共射放大电路，阻容耦合单管放大电路的下限频率fL越小电路的低频响应越好，所以采用1KHZ而不用更高的 8.单管共射级放大电路测试中,如果将函数信号发生器,交流毫伏表,示波器中任一仪器的二个测试端子接线换位，将会出现什么问题？ 答：对于函数信号发生器:如果有波形输出，例如正弦波，则在示波器端的显示是反相。 交流毫伏表：正电流显示为负电流，负电流显示为正电流，容易造成仪器损坏。 示波器：只是显示的通道不同了而已，没影响。 三、原理说明 图9－1为射极偏置单管放大电路。它由Rb1和Rb2组成分压电路，并在发射极中接有电 阻Re，以稳定放大器的静态工作点。当在放大电路的输入端加入输入信号vi后，在放大电 路的输出端便可得到一个与vi相位相反，幅值被放大了的输出信号vo，从而实现电压放 大。电工学实验报告A2
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