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2020辽宁国家电网考试备考资料电磁场与微波技术:磁场基本理论

来源:长理职培发布时间:2019-11-21 16:14:30

1.稳恒磁场与安培定律:

安培认为组成磁铁的每个分子都具有一个小的环形分子电流,且都定向规则排列,从而在磁铁表面形成类似螺线管电流的一圈一圈的环形电流,从而磁铁对外显示出与螺线管一样的磁性。这表明一切磁现象和磁相互作用,实际上是电流显示出的磁效应和电流之间的相互作用,磁是运动电荷的一种属性。电流之间的相互作用力其实就是磁力。安培对电流的磁效应进行了大量实验研究,在1821~1825年之间,设计并完成了四个关于电流相互作用的精巧实验,得到了电流相互作用力公式,称为Ampere定律,即两稳恒电流L1和L2之间的磁力的大小与电流I1,I2的大小成正比,与相对距离r的平方成反比,安培将其总结为 :

2.磁场的高斯定理:

由于磁场的磁感应曲线都是闭合曲线,或者是从无穷远来到无穷远去,因此对于闭合曲面S来说,通过其的磁感应曲线总数为零。即

。由高等数学的高斯定理,稳恒磁场的高斯定理又可以写成∇·B=0。表明稳恒磁场是个无源场。 磁感应通量的单位为韦伯(T/m2),是为纪念德国科学家韦伯。[page]

三、传输线的传输特性

1.什么是传输线?

传输线就是由两个有一定长度的导体构成。一条是信号的传播路径,另外一条是返回路径(忘掉“地”这个词而代之“返回路径”)。在多层板设计中,每条走线都是传输线的一部分,而相邻的参考平面则作为返回路径。构成一条良好的传输线的条件是,在沿着其长度分布的任何地方其特 征阻抗都是连续的。构成一块PCB是“阻抗受控”电路板的条件是,板上所有走线的特征阻抗都达到一个指定值,这个值通常在25Ω到70Ω之间。

2.传输线的阻抗

从电池的角度来看,一旦你把它连接到传输线的前端上,为了维持稳定的电压,就会有一个恒定的电流流出。你可能会问,什么类型的电路元件具备如此特性,保持电压恒定不变而有恒定的电流流动,这就是电阻。对电池来讲,当信号沿着传输线传播的时候(着重强调),每10ps就连续地充电0.06in长度,并从源头吸收一个恒定的电流。这时的传输线看起来就像一个有恒定阻值的电阻,我们也称之为传输线的瞬态阻抗。

3.对于传输线的特征阻抗,要关注些什么?

对于信号来讲,传输线的瞬态阻抗或者说特征阻抗是一个非常重要的特性。在传输线上,假如下一个步长的阻抗和上一个步长相同,信号质量将会很完美,信号将会以之前的状态连续地向前传播。假如下一个步长和上一个步长不同并且阻抗发生了改变,信号将会反射一小部分能量回去,并导致信号有一点变形。为了得到最佳的信号质量,互连设计的目标就是尽可能地让传输线的阻抗保持连续(恒定)。这意味着,首先要保持传输线的特征阻抗连续,其次是在加工阻抗受控电 路板时不断增加的阻抗。所有其它的一些设计窍门,比如减少stub长度,给末端加匹配,比星形连接更常用的菊花链,所有的这些设计都是为了保证信号感受到 的阻抗连续。

责编:晨光熹微

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