TO HWM,场与路

只看该作者 · 2011-4-10 19:25

本帖最后由 haibushuo 于 2011-4-11 17:58 编辑

电场的线积分是电压，磁场的线积分是电流（更新，原错写为：磁场的面积分是电流）
平行传输线，如果将两根线之间的距离拉开，那么，两根线之间的电压会增大
当然前提条件是：无源
在有源的情况下，比如，一个电池，然后连接一个电阻

如图所示，当将导线之间的距离d1拉大的时候，我们都知道，此时的电压是不变的
因为此时是有源的，如果无源的话，即保证内部电荷不变的情况下，电压是要增大的
要理解这里，看这个图中右边的电容
我们都知道，C的表达式，当我们将电容的两平行板距离拉开的时候，会是怎样的呢？
在无源的情况下，电容上已经有电荷Q，然后将d加大，那么此时C将变小，因为C与d成反比
保持了Q不变，Q=CU，那么C变小，电压将增大
如果该电容是在有源情况下呢？那么，此时多余的电荷是跑进电源内部去了的！
上面说的是电压，对于电流，安培定律，我就不说了
紧扣HWM大侠的主题，我来说说HWM的一个话题里面的一个式子：
Va + Vb = Vc
Ia - Ib = Ic
都应该知道这个是哪里来的，所以我就不重复了

对于电压来说，由于是纵向方向，所以说，横向返回来的电压，在纵向方向来说，是增加了电荷了，所以说，返回的Vb,是增加到入射的电压上去
而对于电流来说，横向返回的电流，刚好与横向前进的电流是反向，所以此时要减去它！
所以，Va + Vb = Vc Ia - Ib = Ic

再想到之前的一个帖子，EMI产生机理及解密 https://bbs.21ic.com/icview-215913-1-1.html
里面讲EMI的
这个图片，大家还记得不？
那里哪位大侠留给了我们一个问题，即，增大哪个面积，对共模干扰有好处？
在此，我说一下自己的见解
首先来说，共模电流，是有面积决定的，所以，当然，减小各个面积，对共模干扰有好处
现在，实在来说要选择增加哪个面积
那我首先选择S1，因为增大了S1，意味着，S2，S3，S4面积所包围的磁力变小，因为距离磁场源（变压器）远了

同时，在讲一下反射波和入射波
假如负载，将能量全部吸收掉，那么，此时将没有反射波，也就没有反射电压
负载将能量部分吸收，源所提供的能量，除去被吸收的部分，剩下的将要反射回去。
这个反射回去的，就是反射电压
那么这样的话，负载消耗的能量，其实就是透射波！

以上，是我现阶段对电磁的理解，给大侠看看
HWM大侠，希望您能指点一下

2万 · 2011-4-10 21:08

re LZ:

东西还挺多的....

在此仅谈两个问题，一）平行板电容，二）回路。

1）电容

如果对一个面积为A间距为d的电容充电至U。容易看到其电荷为Q = C U，其中C = ε A / d。然后断开电源，这时电容内存储的能量为多少？

先按电路理论可知，电容内所储存的能量为 C U^2 / 2。再按电磁场的理论分析，电容极板间的电场强度是 E = U / d。由于电场的能量密度是 ε E^2 / 2，电容极板间的体积是 A d，则可得电容极板间的电场能为：

  W1 = (ε E^2 / 2) (A d) = (ε A / d) U^2 / 2 = C U^2 / 2

两种结论一致。现在拉开电容极板（注意，极板内的电荷不变）使间距为2d。由高斯定律容易得知，电容极板间的电场不变。这样，再计算电容内的能量：

  W2 = (ε E^2 / 2) (A 2 d) = (ε A / (2 d)) (2 U)^2 / 2 = (C / 2) (2 U)^2 / 2 = C U^2 = 2 W1

注意，这里用到了 E = (2 U) / (2 d)。

显然，能量加倍了。电路和电磁场的分析完全是一致的。那么，这些多出来的能量是哪里来的呢？

现在看另一种情况，即充电至U后并不断开电源，然后将电容极板拉至 2 d。这时，电容内的能量为：

a）电路算法

  W3 = (C / 2) U^2 / 2 = W1 / 2

b）电磁场算法

  W3 = (ε (U / (2 d))^2) / 2) (A 2 d) = (ε A / (2 d)) U^2 / 2 = (C / 2) U^2 / 2 = W1 / 2

显然，电容内的能量只有原来的一半了。拉开电容板，能量反而减小了，能量到哪里去啦？

2）电路环路

电路布线时，总会存在回路（或环路）。那环路面积是大好还是小好？或是否存在某种情况大点好，而另一些境况小点好？

可以明确地说，环路面积越小越好。这可以容易地利用法拉第电磁感应定律来说明。如果空间本来存在着一个干扰磁场，若某个环路面积较大，显然通过此面积的干扰磁通量也较大。由法拉第电磁感应定律可知，环路上感应的干扰电动势也较大。因此，没事别把电路环路面积搞大。

只看该作者 · 2011-4-11 09:03

先按电路理论可知，电容内所储存的能量为 C U^2 / 2。再按电磁场的理论分析，电容极板间的电场强度是 E = U / d。由于电场的能量密度是 ε E^2 / 2，电容极板间的体积是 A d，则可得电容极板间的电场能为：

W1 = (ε E^2 / 2) (A d) = (ε A / d) U^2 / 2 = C U^2 / 2
HWM 发表于 2011-4-10 21:08

A为面积，S也为面积
按理说应该是A=S呀

只看该作者 · 2011-4-11 09:04

a）电路算法

W3 = (C / 2) U^2 / 2 = W1 / 2

b）电磁场算法

W3 = (ε (U / (2 d))^2) / 2) (A 2 d) = (ε A / (2 d)) U^2 / 2 = (C / 2) U^2 / 2 = W1 / 2

显然，电容内的能量只有原来的一半了。拉开电容板，能量反而减小了，能量到哪里去啦？

多余的能量被电源给吸收掉了的

只看该作者 · 2011-4-11 10:15

re LZ:

东西还挺多的....

在此仅谈两个问题，一）平行板电容，二）回路。

1）电容

如果对一个面积为A间距为d的电容充电至U。容易看到其电荷为Q = C U，其中C = ε A / d。然后断开电源，这时电容内存储的能量为 ...
HWM 发表于 2011-4-10 21:08

严谨！移动平板增加了电场势能，外部对该“系统”做功。

只看该作者 · 2011-4-11 11:34

a）电路算法

W3 = (C / 2) U^2 / 2 = W1 / 2

b）电磁场算法

W3 = (ε (U / (2 d))^2) / 2) (A 2 d) = (ε A / (2 d)) U^2 / 2 = (C / 2) U^2 / 2 = W1 / 2

显然，电容内的能量只有原来的一半了。拉开电容板 ...
haibushuo 发表于 2011-4-11 09:04

那么在这次拉开电容极板的过程中，外部又是否做了功呢，如做了是多少？