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电磁装置设计原理pdf下载

发布时间:2021-03-04 05:47:46

⑴ 铁路运输中设计的多种装置都运用了电磁感应原理.有一种电磁装置可以向控制中心传输信号以确定火车的位置


AB:由E=BLv可知,动生电动势与速度成正比,而在乙途中ab段的电压与时间成正比,因内此可知在t 1 到容t 2 这段时间内,火车的速度与时间成正比,所以火车在这段时间内做的是匀加速直线运动.故AB都错误.
C:由图知t 1 时刻对应的速度为: v 1 =
u 1
n Bl 1
,t 2 时刻对应的速度为: v 2 =
u 2
n Bl 1
,故这段时间内的加速度为:
u 2 - u 1
nB l 1 ( t 2 - t 1 )
,故C正确
D:由C可知这段时间内的平均速度为: v=
v 1 + v 2
2
=
u 2 + u 1
2n Bl 1
,故D错误.
故选C

⑵ 速求大学电磁学论文

电磁学计算方法的研究进展和状态
摘 要:介绍了电磁学计算方法的研究进展和状态,对几种富有代表性的算法做了介绍,并比较了各自的优势和不足,包括矩量法、有限元法、时域有限差分方法以及复射线方法等。
关键词:矩量法;有限元法;时域有限差分方法;复射线方法
1 引 言
1864年Maxwell在前人的理论(高斯定律、安培定律、法拉第定律和自由磁极不存在)和实验的基础上建立了统一的电磁场理论,并用数学模型揭示了自然界一切宏观电磁现象所遵循的普遍规律,这就是著名的Maxwell方程。在11种可分离变量坐标系求解Maxwell方程组或者其退化形式,最后得到解析解。这种方法可以得到问题的准确解,而且效率也比较高,但是适用范围太窄,只能求解具有规则边界的简单问题。对于不规则形状或者任意形状边界则需要比较高的数学技巧,甚至无法求得解析解。20世纪60年代以来,随着电子计算机技术的发展,一些电磁场的数值计算方法发展起来,并得到广泛地应用,相对于经典电磁理论而言,数值方法受边界形状的约束大为减少,可以解决各种类型的复杂问题。但各种数值计算方法都有优缺点,一个复杂的问题往往难以依靠一种单一方法解决,常需要将多种方法结合起来,互相取长补短,因此混和方法日益受到人们的重视。
本文综述了国内外计算电磁学的发展状况,对常用的电磁计算方法做了分类。
2 电磁场数值方法的分类
电磁学问题的数值求解方法可分为时域和频域2大类。频域技术主要有矩量法、有限差分方法等,频域技术发展得比较早,也比较成熟。时域法主要有时域差分技术。时域法的引入是基于计算效率的考虑,某些问题在时域中讨论起来计算量要小。例如求解目标对冲激脉冲的早期响应时,频域法必须在很大的带宽内进行多次采样计算,然后做傅里叶反变换才能求得解答,计算精度受到采样点的影响。若有非线性部分随时间变化,采用时域法更加直接。另外还有一些高频方法,如GTD,UTD和射线理论。
从求解方程的形式看,可以分为积分方程法(IE)和微分方程法(DE)。IE和DE相比,有如下特点:IE法的求解区域维数比DE法少一维,误差限于求解区域的边界,故精度高;IE法适合求无限域问题,DE法此时会遇到网格截断问题;IE法产生的矩阵是满的,阶数小,DE法所产生的是稀疏矩阵,但阶数大;IE法难以处理非均匀、非线性和时变媒质问题,DE法可直接用于这类问题〔1〕。
3 几种典型方法的介绍
有限元方法是在20世纪40年代被提出,在50年代用于飞机设计。后来这种方法得到发展并被非常广泛地应用于结构分析问题中。目前,作为广泛应用于工程和数学问题的一种通用方法,有限元法已非常著名。
有限元法是以变分原理为基础的一种数值计算方法。其定解问题为:

应用变分原理,把所要求解的边值问题转化为相应的变分问题,利用对区域D的剖分、插值,离散化变分问题为普通多元函数的极值问题,进而得到一组多元的代数方程组,求解代数方程组就可以得到所求边值问题的数值解。一般要经过如下步骤:
①给出与待求边值问题相应的泛函及其变分问题。
②剖分场域D,并选出相应的插值函数。
③将变分问题离散化为一种多元函数的极值问题,得到如下一组代数方程组:

其中:Kij为系数(刚度)矩阵;Xi为离散点的插值。
④选择合适的代数解法解式(2),即可得到待求边值问题的数值解Xi(i=1,2,…,N)
(2)矩量法
很多电磁场问题的分析都归结为这样一个算子方程〔2〕:
L(f)=g(3)其中:L是线性算子,f是未知的场或其他响应,g是已知的源或激励。
在通常的情况下,这个方程是矢量方程(二维或三维的)。如果f能有方程解出,则是一个精确的解析解,大多数情况下,不能得到f的解析形式,只能通过数值方法进行预估。令f在L的定义域内被展开为某基函数系f1,f2,f3,…,fn的线性组合:

其中:an是展开系数,fn为展开函数或基函数。
对于精确解式(2)通畅是无限项之和,且形成一个基函数的完备集,对近似解,将式 (2)带入式(1),再应用算子L的线性,便可以得到:

m=1,2,3,…
此方程组可写成矩阵形式f,以解出f。矩量法就是这样一种将算子方程转化为矩阵方程的一种离散方法。
在电磁散射问题中,散射体的特征尺度与波长之比是一个很重要的参数。他决定了具体应用矩量法的途径。如果目标特征尺度可以与波长比较,则可以采用一般的矩量法;如果目标很大而特征尺度又包括了一个很大的范围,那么就需要选择一个合适的离散方式和离散基函数。受计算机内存和计算速度影响,有些二维和三维问题用矩量法求解是非常困难的,因为计算的存储量通常与N2或者N3成正比(N为离散点数),而且离散后出现病态矩阵也是一个难以解决的问题。这时需要较高的数学技巧,如采用小波展开,选取合适的小波基函数来降维等〔3〕。
(3)时域有限差分方法
时域有限差分(FDTD)是电磁场的一种时域计算方法。传统上电磁场的计算主要是在频域上进行的,这些年以来,时域计算方法也越来越受到重视。他已在很多方面显示出独特的优越性,尤其是在解决有关非均匀介质、任意形状和复杂结构的散射体以及辐射系统的电磁问题中更加突出。FDTD法直接求解依赖时间变量的麦克斯韦旋度方程,利用二阶精度的中心差分近似把旋度方程中的微分算符直接转换为差分形式,这样达到在一定体积内和一段时间上对连续电磁场的数据取样压缩。电场和磁场分量在空间被交叉放置,这样保证在介质边界处切向场分量的连续条件自然得到满足。在笛卡儿坐标系电场和磁场分量在网格单元中的位置是每一磁场分量由4个电场分量包围着,反之亦然。
这种电磁场的空间放置方法符合法拉第定律和安培定律的自然几何结构。因此FDTD算法是计算机在数据存储空间中对连续的实际电磁波的传播过程在时间进程上进行数字模拟。而在每一个网格点上各场分量的新值均仅依赖于该点在同一时间步的值及在该点周围邻近点其他场前半个时间步的值。这正是电磁场的感应原理。这些关系构成FDTD法的基本算式,通过逐个时间步对模拟区域各网格点的计算,在执行到适当的时间步数后,即可获得所需要的结果。
在上述算法中,时间增量Δt和空间增量Δx,Δy和Δz不是相互独立的,他们的取值必须满足一定的关系,以避免数值不稳定。这种不稳定表现为在解显式 差分方程时随着时间步的继续计算结果也将无限制的67增加。为了保证数值稳定性必须满足数值稳定条件:

其中:(对非均匀区域,应选c的最大值)〔4〕。
用差分方法对麦克斯韦方程的数值计算还会在网格中引起所模拟波模的色散,即在FDTD网格中数字波模的传播速度将随波长、在网格中的传播方向以及离散化的情况而改变。这种色散将导致非物理原因引起的脉冲波形的畸变、人为的各向异性及虚拟的绕射等,因此必须考虑数值色散问题。如果在模拟空间中采用大小不同的网格或包含不同的介质区域,这时网格尺寸与波长之比将是位置的函数,在不同网格或介质的交界面处将出现非物理的绕射和反射现象,对此也应该进行定量的研究,以保证正确估计FDTD算法的精度。在开放问题中电磁场将占据无限大空间,而由于计算机内存总是有限的,只能模拟有限空间,因此差分网格在某处必将截断,这就要求在网格截断处不引起波的明显反射,使对外传播的波就像在无限大空间中传播一样。这就是在截断处设置吸收边界条件,使传播到截断处的波被边界吸收而不产生反射,当然不可能达到完全没有反射,目前已创立的一些吸收边界条件可达到精度上的要求,如Mur所导出的吸收边界条件。
(4)复射线方法
复射线是用于求解波场传播和散射问题的一种高频近似方法。他根据几何光学理论和几何绕射理论的分析方法和计算公式,在解析延拓的复空间中求解复射线轨迹和场的振幅和相位,从而直接得出局部不均匀波(凋落波)的传播和散射规律〔5〕。复射线方法是包括复射线追踪、复射线近轴近似、复射线展开以及复绕射线等处理技术在内的一系列处理方法的统称。其共同特点在于:通过将射线参考点坐标延拓到复空间而建立了一个简单而统一的实空间中波束/射线束(Bundle ofrays)分析模型;通过费马原理及其延拓,由基于复射线追踪或复射线近轴近似的处理技术,构造了射线光学架构下有效的鞍点场描述方法等。例如,复射线追踪法将射线光学中使用的射线追踪方法和场强计算公式直接地解析延拓到复空间,利用延拓后的复费马原理进行复射线搜索,从而求出复射线轨迹和复射线场。这一方法的特点在于可以基于射线光学方法有效地描述空间中波束的传播,因此,提供了一类分析波束传播的简便方法。其不足之处是对每一个给定的观察点必须进行一次二维或四维的复射线轨迹搜索,这是一个十分花费时间的计算机迭代过程。
4 几种方法的比较和进展
将有限元法移植到电磁工程领域还是二十世纪六七十年代的事情,他比较新颖。有限元法的优点是适用于具有复杂边界形状或边界条件、含有复杂媒质的定解问题。这种方法的各个环节可以实现标准化,得到通用的计算程序,而且有较高的计算精度。但是这种方法的计算程序复杂冗长,由于他是区域性解法,分割的元素数和节点数较多,导致需要的初始数据复杂繁多,最终得到的方程组的元数很大,这使得计算时间长,而且对计算机本身的存储也提出了要求。对电磁学中的许多问题,有限元产生的是带状(如果适当地给节点编号的话)、稀疏阵(许多矩阵元素是0)。但是单独采用有限元法只能解决开域问题。用有限元法进行数值分析的第一步是对目标的离散,多年来人们一直在研究这个问题,试图找到一种有效、方便的离散方法,但由于电磁场领域的特殊性,这个问题一直没有得到很好的解决。问题的关键在于一方面对复杂的结构,一般的剖分方法难于适用;另一方面,由于剖分的疏密与最终所形成的系数矩阵的存贮量密切相关,因而人们采用了许多方法来减少存储量,如多重网格法,但这些方法的实现较为困难〔6〕。
网格剖分与加密是有限元方法发展的瓶颈之一,采用自适应网格剖分和加密技术相对来说可以较好地解决这一问题。自适应网格剖分根据对场量分布求解后的结果对网格进行增加剖分密度的调整,在网格密集区采用高阶插值函数,以进一步提高精度,在场域分布变化剧烈区域,进行多次加密。
这些年有限元方法的发展日益加快,与其他理论相结合方面也有了新的进展,并取得了相当应用范围的成果,如自适应网格剖分、三维场建模求解、耦合问题、开域问题、高磁性材料及具有磁滞饱和非线性特性介质的处理等,还包括一些尚处于探索阶段的工作,如拟问题、人工智能和专家系统在电磁装置优化设计中的应用、边基有限元法等,这些都使得有限元方法的发展有了质的飞跃。
矩量法将连续方程离散化为代数方程组,既适用于求解微分方程,又适用于求解积分方程。他的求解过程简单,求解步骤统一,应用起来比较方便。然而 77他需要一定的数学技巧,如离散化的程度、基函数与权函数的选取,矩阵求解过程等。另外必须指出的是,矩量法可以达到所需要的精确度,解析部分简单,可计算量很大,即使用高速大容量计算机,计算任务也很繁重。矩量法在天线分析和电磁场散射问题中有比较广泛地应用,已成功用于天线和天线阵的辐射、散射问题、微带和有耗结构分析、非均匀地球上的传播及人体中电磁吸收等。
FDTD用有限差分式替代时域麦克斯韦旋度方程中的微分式,得到关于场分量的有限差分式,针对不同的研究对象,可在不同的坐标系中建模,因而具有这几个优点,容易对复杂媒体建模,通过一次时域分析计算,借助傅里叶变换可以得到整个同带范围内的频率响应;能够实时在现场的空间分布,精确模拟各种辐射体和散射体的辐射特性和散射特性;计算时间短。但是FDTD分析方法由于受到计算机存储容量的限制,其网格空间不能无限制的增加,造成FDTD方法不能适用于较大尺寸,也不能适用于细薄结构的媒质。因为这种细薄结构的最小尺寸比FDTD网格尺寸小很多,若用网格拟和这类细薄结构只能减小网格尺寸,而这必然导致计算机存储容量的加大。因此需要将FDTD与其他技术相结合,目前这种技术正蓬勃发展,如时域积分方程/FDTD方法,FDTD/MOM等。FDTD的应用范围也很广阔,诸如手持机辐射、天线、不同建筑物结构室内的电磁干扰特性研究、微带线等〔7〕。
复射线技术具有物理模型简单、数学处理方便、计算效率高等特点,在复杂目标散射特性分析等应用领域中有重要的研究价值。典型的处理方式是首先将入射平面波离散化为一组波束指向平行的复源点场,通过特定目标情形下的射线追踪、场强计算和叠加各射线场的贡献,可以得到特定观察位置处散射场的高频渐进解。目前已运用复射线分析方法对飞行器天线和天线罩(雷达舱)、(加吸波涂层)翼身结合部和进气道以及涂层的金属平板、角形反射器等典型目标散射特性进行了成功的分析。尽管复射线技术的计算误差可以通过参数调整得到控制,但其本身是一种高频近似计算方法,由于入射波场的离散和只引入鞍点贡献,带来了不可避免的计算误差。总的来说复射线方法在目标电磁散射领域还是具有独特的优势,尤其是对复
杂目标的处理。
5 结 语
电磁学的数值计算方法远远不止以上所举,还有边界元素法、格林函数法等,在具体问题中,应该采用不同的方法,而不应拘泥于这些方法,还可以把这些方法加以综合应用,以达到最佳效果。
电磁学的数值计算是一门计算的艺术,他横跨了多个学科,是数学理论、电磁理论和计算机的有机结合。原则上讲,从直流到光的宽频带范围都属于他的研究范围。为了跟上世界科技发展的需要,应大力进行电磁场的并行计算方法的研究,不断拓广他的应用领域,如生物电磁学、复杂媒质中的电磁正问题和逆问题、医学应用、微波遥感应用、非线性电磁学中的混沌与分叉、微电子学和纳米电子学等。

参考文献

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〔10〕 楼仁海,符果行,袁敬闳.电磁理论〔M〕.成都:电子科技大学出版社,1996.
现代电子技术

⑶ 电能计量装置设计与现场检查 课程设计

一、 计量装置设计
1、计量装置的设置
a) 发电站上网关口计量点一般设在产权分界处,如发电站与电网公司产权分界点在发电站侧的,应在发电站出线侧、发电机升压变高压侧(对三圈变增加中压侧)、启备变高压侧均按贸易结算的要求设置计量点。
b) 局考核所属各供电所供电量的关口点一般设在35kV变电站的主变高压侧;所属各供电所相互间供电量的计量关口点一般设置在产权分界处。
c) 其他贸易结算用计量点,设置在产权分界处。
d)考虑到旁路代供的情况,各关口计量点的旁路也作为关口计量点。
e) 10KV及以上电压供电的用户应配置防窃电高压计量装置,在用电客户配电线路高压计量装置前端T接口装设隔离刀闸,方便外校及处理计量装置的故障。
2、计量方式
对于非中性点绝缘系统的关口电能计量装置采用三相四线的计量方式,对于中性点绝缘系统的关口电能计量装置应采用三相三线的计量方式。
3、电能表的配置
a) 同一关口计量点应装设两只相同型号、相同规格、相同等级的电子式多功能电能表,其中一只定义为主表,一只定义为副表。
b) 安装于局所属变电站内电能表应具有供停电时抄表和通信用的辅助电源。
c) 关口计量点应装设能计量正向和反向有功电量以及四象限无功电量的电能表。
d) 电能表的标定电流值应根据电流互感器二次额定电流值进行选择,电能表的标定电流值不得大于电流互感器二次额定电流值。电能表的最大电流值应选择4倍及以上标定电流值。
e) 10kV及以上贸易结算计量点,应配置具有失压报警计时功能的电能表或失压计时仪。
4、互感器的配置
a) 电压互感器选型应满足《广西电网公司系统主要电气设备选型原则》要求,110kV及以下计量用电压互感器应选用呈容性的电磁式电压互感器。
b) 电压互感器二次应有独立的计量专用绕组。根据需要,宜选用具有四个二次绕组的电压互感器,即:计量绕组、测量绕组、保护绕组和剩余绕组。
c) 电压互感器二次额定容量的选择参考下表选择:
TV二次负荷核算值(VA) 0~10 10~20 20~30 30~50 50~70 70VA以上
TV额定二次负荷取值(VA) 20 30 50 75 100 按1.5倍取
对TV二次负荷处于0~10VA较小值时,考虑到选用过小的额定二次容量,不利于保证电压互感器的产品质量,电压互感器计量绕组的额定负荷宜选择20VA。一般情况下,电压互感器的计量、测量和保护绕组的额定负荷均应不大于50VA,如有充分的证据说明所接的负荷超过此值时,可按实际值确定。
d) 互感器在实际负载下的误差不得大于其基本误差限。
e) 对于非中性点绝缘系统的电压互感器,应采用Y0/y0的连接方式。对于中性点绝缘系统的电压互感器,35kV及以上的应采用Y/y的连接方式;35kV以下的 宜采用V/V的连接方式。
f) 贸易结算用的计量点设置在统调上网电厂侧的,在出线侧及主变高压侧均应安装计量装置。
5、电流互感器配置
a) 电能计量装置宜采取独立的电流互感器,除在局所属35kV仅作为核计损耗电量用的计量点可采用套管式电流互感器外,其他计费用计量点不宜采用主变套管式的电流互感器。
b) 电流互感器应具有计量专用的二次绕组,如果二次绕组具有中间抽头的,每一个抽头的误差都应符合准确度等级要求。
c) 每一个计量绕组只能对应一个计量点。
d) 电流互感器应保证其在正常运行时的实际负荷电流达到额定值的60%左右,至少应不小于20%,否则应更换变比。
e) 对二次额定电流为5A的电流互感器,其计量绕组的额定二次负载下限为3.75VA,额定二次负载最大值应不大于50VA(cosφ=0.8),一般地,当电能表与互感器安装在同一地点时(如开关柜),CT计量二次绕组的额定二次容量选10VA,对于二次绕组有中间抽头的电流互感器,两个抽头的额定二次容量均应满足上述要求。如有充分的证据说明所接的负荷超过以上值时,可按实际值确定。
f) 对于二次绕组有中间抽头的电流互感器,两个抽头的额定二次容量均应满足上述要求。
6、互感器二次回路配置
a) 电压、电流互感器装置端子箱内,以及电能表屏(柜)内电能计量二次回路应安装试验接线盒。
b) 电流和电压互感器二次回路的连接导线宜使用铜质单芯绝缘线,如果使用多股导线时,其连接接头处应烫焊,再使用压接的连接接头。二次回路导线截面的选择,对整个电流二次回路,连接导线截面积应按电流互感器的二次回路计算负荷确定,至少应不小于4.0mm²。对电压二次回路,互感器出线端子至接电能表前接线盒间的连接导线截面应按机械可靠性及允许的电压降计算确定,非就地计量的至少应不小于4mm²,就地计量的至少应不小于2.5mm²。
c) 主、副表应使用同一个电压和电流互感器二次绕组。
d) 计量二次回路应不装设可分离二次回路的插拔式插头接点。35kV以上的电压互感器二次回路宜装设空气开关或熔断器,电压互感器二次回路采用熔断器的,应采用螺栓压接的熔断器。35kV及以下,除局所属变电站外,电压互感器二次回路不得装设任何空气开关、熔断器。
e) 对单母分段、双母带母联接线方式的母线电压互感器,为防止电压反馈,计量用电压二次回路可接入经隔离开关辅助接点重动的继电器切换回路,其他计量二次回路应不装设隔离开关辅助接点。
f) 电压互感器每相二次回路电压降应不得大于其额定二次电压的0.2%。
g) 互感器二次回路上除了装设电能表、电力负荷管理终端和失压计时仪外,原则上不得接入任何与计量无关的其他仪器、仪表等负载。
h) 计量装置二次接线应顺按一次设备所定的正向接线。
i) 互感器二次回路导线(包括电缆芯线)各相必须以不同的颜色进行区分,其中:L1、L2、L3、N相导线分别采用黄、绿、红、黑色,接地线为黄绿双色导线。
j) 电压、电流二次回路的电缆、端子排和端子编号顺序应按正相序自左向右或自上向下排列。
k)高压计量用的电流、电压互感器二次回路应一点接地。电压互感器二次回路接地点一般设在主控室内;就地计量的电流互感器二次回路接地点宜设置在计量柜内的专用接地桩;非就地计量的电流互感器二次回路接地点宜设置在端子箱处
二、电能计量装置的安装
1、电能表的安装
a)电能表应垂直安装在电能计量柜(开关柜、计量屏、计量箱)内,不得安装在活动的柜门上,安装电能表空间应满足要求:电能表与电能表之间的水平间距不应小于80mm,单相电能表相距的最小距离为30mm,电能表与屏边的最小距离应大于40mm,与接线盒垂直间距至少80mm,电能表宜装在对地0.8m~1.8m的高度(表水平中心线距地面尺寸),电能表距地面不应低于600mm。
b)电能表应垂直、牢固安装,电能表所有的固定孔须采用镙栓固定,固定孔应采用螺纹孔或采用其他方式确保单人工作就能在屏柜正面紧固螺栓。表中心线向各方向的倾斜不大于1。
C)安装在计量屏的电能表,应贴“××kV××线路电能表”;设置有主副表的,应以误差较小的电能表设定为主表。
d)对安装于客户端的计量装置,应在其安装位置贴有用电分类的标签。
2、互感器的安装
a)为了减少三相三线电能计量装置的合成误差,安装互感器时,宜考虑互感器合理匹配问题,即尽量使接到电能表同一元件的电流、电压互感器比差符号相反,数值相近;角差符号相同,数值相近。当计量感性负荷时,宜把误差小的电流、电压互感器接到电能表的C相元件。
b)同一组的电流(电压)互感器应采用制造厂、型号、额定电流(电压)变比、准确度等级、二次容量均相同的互感器。
C)除特殊技术要求外,电流互感器一次电流的L1(P1)端、二次K1(S1)端应与所确定的电能计量正向保持一致,即当正向的一次电流自L1(P1)流向L2(P2)端时,二次电流应自K1(S1)端流出,经外部回路流回到K2(S2)端。在影响互感器二次回路查、接线的情况下,可同时调整互感器一次、二次安装方向,确保与所确定的电能计量正向保持一致。同一个计量点各相电流(电压)互感器进线端极性应一致。
3、接线盒的安装
a)计量屏(柜、箱)内各计量点的电能表与联合接线盒相邻上下布置,联合接线盒安装在电能表的下方,且与电能表安装在同一个垂直平面上,每个电能表应对应安装一个接线盒,安装在就地计量柜的接线盒受到空间位置的影响,两个以上的电能表可共用一个接线盒。接线盒应安装端正;接线盒所有的固定孔须采用镙栓固定,固定孔应采用螺纹孔或采用其他方式确保单人工作就能在屏柜正面紧固螺栓。接线盒向各方向的倾斜不大于1。
b)试验接线盒与周围壳体结构件之间的间距不应小于40mm,与电能表垂直间距至少80mm,接线盒下边缘离地面距离不得小于300mm。
4、接线要求
基本要求是按图施工、接线正确;导线无损伤、无裸露、绝缘良好;接线可靠、接触良好;布线要横平竖直,连接到各接线桩处的导线要做弯成一定的弧度,整齐美观,线长充裕,接头处不应受到拉力;各种接线标志齐全、不褪色。
a)引入盘、柜的电缆标志牌清晰,正确,排列整齐,避免交叉,并应安装牢固,不得使所接的接线盒受到机械应力。
b)盘、柜内的电缆芯线,应按垂直或水平有规律地配置,不得任意歪斜交叉连接。备用芯长度应留有适当余量。
c)三相电能表应按正相序接线。
d)用螺丝连接时,弯线方向应与螺钉旋入的方向一致,并应加垫圈。
e)盘、柜内的导线不应有接头,导线芯线应无损伤。
f)经电流互感器接入的低压三线四线电能表,其电压引入线应单独接入,不得与电流线共用,电压引入线的另一端应接在电流互感器一次电源侧,并在电源侧母线上另行引出,禁止在母线连接螺丝处引出。电压引入线与电流互感器一次电源应同时切合。
g) TA装置端子箱内电流回路专用接线盒中电流进线与出线间应不经过电流连接片,采用直通连接方式;计量屏(柜、箱)内,联合接线盒中电流进线和出线间的连接应经过电流连接片。
h)主控室内计量柜上下相邻布置的电能表与接线盒之间导线的连接,应穿过面板上的穿线孔,每个穿线孔为圆形,孔径适宜,与每根连接导线一一对应。穿线孔应打磨钝化,并用塑料套套好,以保护导线不受损伤,塑料套粘贴牢靠,不应脱落。
i)压接电流回路、电压回路导线金属部分的长度为25mm~30mm,确保接线桩的两个螺丝皆能牢靠压接导线且不得外露,各接线头须按照施工图套号编号套,编号套标志应整洁、正确、耐磨、不褪色。
三、电能计量装置的验收和实验
1、验收的技术资料
a) 电能计量装置的计量方式原理接线图,一、二次接线图,设计和施工变更资料。
b) 电能表和电流、电压互感器的安装和使用说明书,出厂检验报告,计量检定机构的检定证书或测试报告。
c) 二次回路导线或电缆的型号、规格及长度。
d) 高压电气设备的接地及绝缘试验报告。
e) 施工过程中需要说明的其他资料。
2、现场核查内容
a) 计量器具型号、规格、计量法定标志、生产厂、出厂编号应与计量检定证书、测试报告和技术资料的内容相符。
b) 产品外观质量应无明显瑕疵和受损。
c) 安装工艺质量应符合有关标准要求。
d) 电能表、互感器及其二次回路接线情况应和竣工图一致。
3、验收实验
a) 电能表
电能表安装前应在试验室进行检定,电能表应满足公司《三相电子式多功能电能表订货及验收技术标准》要求。
b) 电压互感器
电磁式电压互感器可在试验室或现场进行误差测试,电容式电压互感器应在现场进行误差测试。电压互感器在额定负荷和实际负荷时的误差都应合格。
c) 电流互感器
电流互感器可在试验室或现场进行误差测试,电流互感器在额定负荷时和实际负荷时的误差都应合格。
d) 二次回路
应在现场检查电压、电流互感器二次回路接线是否正确;二次回路中间触点、熔断器、试验接线盒的接触情况。
4、验收结果的处理
a) 投产前的试验项目必须合格方能投产,投产后的试验如有不合格的必须在一个月内进行整改。
b) 经验收合格的电能计量装置应由验收人员及时实施封印,并由运行人员或客户对铅封的完好签字认可。封印的位置为互感器二次回路的各接线端子、电能表接线端子、计量柜(箱)门等。
c) 经验收合格的电能计量装置应由验收人员填写验收报告,注明“计量装置验收合格”或者“计量装置验收不合格”及整改意见,整改后再行验收。
d) 验收不合格的电能计量装置禁止投入使用,更改后再进行验收,直至合格。
e) 验收报告及验收资料及时归档以便于管理。

电能计量装置现场检查的意义
供电企业的用电检查人员根据《用电检查办法》到电能计量装置的安装地点进行检查,能及时发现窃电、 电能计量装置接线错误、 缺相 、倍率不符、 电能计量器具故障 、电能计量器具配置不合理等问题。对提高电能计量装置的可靠性 ,减少计量差错,降低线损,维护供电企业和客户的经济效益都具有实际意义,也是对客户负责,优质服务的具体体现。

进行电能计量装置现场检查的准备工作
1.确定检查工作人员,办好必要的手续,带好《用电检查证》;
2.准备好交通工具;
3.带好常用的电工工具,小备件等;并自带简单负荷;
4.带好必需的电工仪表:万用表、钳形电流表、相序测定仪等;
5.带好电表箱锁匙、封表钳、铅封、封表线等;
6.带好《电能计量装置现场检查卡》(包括上次的检查卡)、秒表、手电筒、计算器、记录本、笔等;
7.如果对计量装置计量的正确性有怀疑,先查阅有关资料,并询问有关人员,了解情况;
8.检查期间不要对待检查户停电,联系客户要求其带正常负荷。

电能计量装置现场检查注意事项
1.实施检查时检查人员不得少于二人,检查人员应主动向客户出示《用电检查证》;注意语言文明;
2.把电能表行度记录在《电能计量装置现场检查卡》上;
3.实施检查时要求客户派员观察,协助检查;检查结束请客户在《电能计量装置现场检查卡》客户签名栏上签名,表示对这次检查程序和评价的认可;
4.不得在检查现场替代客户进行电工作业;
5.检查人员不得打开电能表外壳及其铅封,更不能自行调整电能表的误差调整装置;打开按规定可以打开的封印后,应用专门的铅封重新加封,并在《电能计量装置现场检查卡》上记录新封印的号码;
6.注意安全,防止触电;防止误操作引起开关跳闸;一次有电流时电流互感器二次严禁开路,电压互感器二次严禁短路。

电能计量装置现场检查的内容
一、检查外部
1.不应有绕越电能计量装置用电的情况;
2.不应存在影响电能计量装置正确计量的因素。
二、检查封印以及与计量有关的接线
1.电表箱、电能表接线盒、电能表罩壳、电能计量专用接线盒盖、电流互感器箱、电流互感器二次接线端钮封盖等供电部门或计量器具检定部门所加的封印不应有被开启或伪造,所有封印编号应是上次检查或安装时的编号;
2.电能表的进出线不应在表前被短路或被烧焦、破损;电能表接线盒和电能计量专用接线盒应没有被烧焦的痕迹;
3.电能表接线盒内电压连片连接应良好可靠;电能计量专用接线盒内电流、电压连接片的位置应正确并连接良好可靠;
4.经电流互感器接入式电能表的电流二次连线不应在表前被短路或开路,绝缘不应破损,并且与电能表(或电能计量专用接线盒)连接正确良好可靠;
5.低压计量的电压线同电源线接触应良好可靠,不应断线或绝缘破损,连接点所包扎的绝缘应完好;高压计量的二次电压线同接线端子接触应良好可靠;计量电压线同电能表(或电能计量专用接线盒)的连接应正确,良好可靠。
三、检查电能表的外观
1.电能表铭牌上的厂家编号与抄表本上记录的编号应一致;
2.电能表铭牌和玻璃不应有被熏黄的痕迹;
3.电能表外壳不应有变形或损坏;
4.电能表安装的垂直情况应合符要求;
5.电能表不应被私自移动了安装位置。
四、带负荷检查电能表的接线
用万用表测量电能表接线盒内电压接线端的电压,应与电源相应电压(经电压互感器接入式是相应二次电压)相符;用钳形电流表测量进入电能表电流接线端的电流,应与相应负荷电流(经电流互感器接入式是相应二次电流)相符(当客户的负荷太轻或者无负荷时,可以接入自带的简单负荷);电能表的转盘应不停地正向转动。
各种计量方式电能表接线的检查:
1.单相电能表
1)直接接入式单相电能表电源的火线应在接线盒的1孔接入,零线应在接线盒的3孔接入;
2)经电流互感器接入式电能表接线盒1、2孔分别是电流互感器K1、K2的进线,3、4孔分别是计量电压的火线、零线;
3)三块单相电能表计量三相负荷时零线应正确接入电能表;带三相负荷时三块电能表的转盘都应正向不停地转动。(负荷是单相380V电焊机,当功率因数低于0.5时有一个电表计量反转,属正常情况);
2.三相四线有功电能表
1)直接接入式三相四线电能表在带三相负荷时,用断开电压连接片(缺两相)的方法来分相检查每个元件能否使转盘正向不停地转动(负荷是单相380V电焊机,当功率因数低于0.5时有一个元件使转盘反转,属正常情况);
2)经电流互感器接入式的电能表无电压连接片,在带三相负荷时可利用电能计量专用接线盒的电压或电流连接片来分相检查每个元件能否使转盘不停地正向转动;若未装有电能计量专用接线盒时,应拆计量电压线来进行分相检查。
3.三相三线有功电能表
在负荷稳定时,可作以下的检查,若转盘的转向和转速全部符合下列三点预期的情况,就表明电能表的接线正确。
1)转盘应正向转动;
2)用秒表测转盘的转速,缺B相电压时转盘仍应正向转动并且转速是不缺B相电压时的一半;
3)将任两相电压对调时,转盘应不转或微转。
4.三相无功电能表
用相序仪在无功电能表的接线盒测量相序应为正相序,若是逆相序可将任两相(包括电压、电流)的进表线对调就变为正相序了(最好停电后在互感器进电能计量专用接线盒的接线调)。当负荷为感性时(若客户有补偿电容应先把电容退出运行),转盘应正向转动;负荷为容性时转盘会反转,若表内装了止逆器则转盘不转。
在感性负荷稳定时,作以下的检查,若转盘转向和转速全部符合下列预期的情况,就表明电表的接线正确。
1)对于三相四线无功电能表,用秒表测转盘的转速,任意缺一相电压时转盘仍应正向转动并且转速比不缺相时慢一半;将任两相电压对调时,转盘应不转或微转;
2)对于三相三线无功电能表,用秒表测转盘的转速 ,缺C相电压时转盘仍应正向转动并且转速比不缺C相电压时慢一半;将A相电压和B相电压对调时,转盘应不转或微转。
五、检查电能表的运行情况
1.若所带负荷电流达到电能表的起动电流时,电能表转盘应不停地正向转动,不带负荷时转盘转动应不超过一圈;
2.在负荷稳定时用秒表测量转盘的转速来计算电能表计量的平均功率,与实际功率相比较,以估计电表的计量误差。
电能表计量平均功率的计算式:
平均功率=3600×迭定转盘转数×倍率÷电能表常数÷时间
平均功率:单位(千瓦);
迭定转盘转数:根据转盘转速来确定(转);
倍率:电压、电流互感器的合成倍率;
电能表常数:电能表铭牌上已标明(转/千瓦时);
时间:转盘转完迭定转盘转数所需的时间(秒)。
(电能表的误差应由经授权的计量机构检定,现场检查的数据只能作为分析参考。)
3.校核计度器系数
1)计算计度器末位改变一个数字时的转盘转数:
(计算转盘转数)=电能表常数÷计度器小数位数
2)在电能表转盘转动时数转盘转数,当转盘转完(计算转盘转数)时,计度器末位应改变一个数字。
六、检查电流互感器
二次电流线与电流互感器K1、K2端钮接触应良好可靠,并且与电能表及电能计量专用接线盒的连接应正确并接触良好可靠;电流互感器铭牌所标电流比和抄表本上记录的电流比应一致(穿芯式电流互感器还应根据导线穿芯匝数确定电流比);用钳形电流表分别测量电流互感器的一次电流值和二次电流值,以确定电流互感器的倍率(倍率=一次电流值/二次电流值),所确定的倍率应和抄表本所记录的倍率一致。
七、检查电压互感器
八、二次电压线与电压互感器二次端钮(或接线端子)接触应良好可靠,电压互感器铭牌所标电压比和抄表本上记录的电压比应一致。
九、检查电能计量器具容量的配置
检查应在用户带正常负荷时进行,测量进入电能表的电流以确定电能表和电流互感器容量的配置是否合理。《电能计量装置技术管理规程》规定了配置的原则:
1.低压供电,负荷电流为50A及以下时,宜采用直接接入式电能表;负荷电流为50A以上时,宜采用经电流互感器接入式的接线方式;
2.直接接入式电能表的标定电流应按正常运行负荷电流的30%左右进行迭择;
3.进入电能表的电流宜不小于电能表的30%,不大于电能表的额定最大电流
4.经电流互感器接入的电能表,其标定电流宜不超过电流互感器额定二次电流的30%,其额定最大电流应为电流互感器额定二次电流的120%左右;
5.电流互感额定一次电流的确定,应保证其在正常运行中的实际负荷电流达到额定值的60%左右,至少不小于30%.
十、把检查的情况填写在《电能计量装置现场检查卡》上。
对电能计量装置进行现场检查还不只限于以上列举的内容,应根据实际情况采取其它的检查办法。

附:用专用仪器对电能计量装置进行现场检查
对电能计量装置进行现场检查的专用仪器主要有:电能表现场校验仪、电流互感器校验仪、电压互感器二次压降测试仪等。
1.用电能表现场校验仪在电能表接线盒(如果确定了电能表的接线正确,也可以在电能计量专用接线盒)测定进入电能表电压的相序,测量电压、电流以及相位、功率;分析电压、电流相量图,确定电能表接线是否正确;校准电能表的测量误差
2.用电流互感器校验仪测定电流互感器的实际二次负荷,应在25%∽100%额定二次负荷范围内;校准电流互感器带实际二次负载时的比差和角差;
3.用电压互感器二次压降测试仪测定电压互感器二次回路电压降,Ⅰ、Ⅱ类电能计量装置应不大于其额定二次电压的0.2%,其它类电能计量装置应不大于其额定二次电压的0.5%

⑷ 老师让写关于大学物理电磁学的论文700字左右,哪位大哥帮帮忙呀~~

自己上网络找,不过最好自己写,这里有一参考:

摘 要:介绍了电磁学计算方法的研究进展和状态,对几种富有代表性的算法做了介绍,并比较了各自的优势和不足,包括矩量法、有限元法、时域有限差分方法以及复射线方法等。
关键词:矩量法;有限元法;时域有限差分方法;复射线方法
1 引 言
1864年Maxwell在前人的理论(高斯定律、安培定律、法拉第定律和自由磁极不存在)和实验的基础上建立了统一的电磁场理论,并用数学模型揭示了自然界一切宏观电磁现象所遵循的普遍规律,这就是著名的Maxwell方程。在11种可分离变量坐标系求解Maxwell方程组或者其退化形式,最后得到解析解。这种方法可以得到问题的准确解,而且效率也比较高,但是适用范围太窄,只能求解具有规则边界的简单问题。对于不规则形状或者任意形状边界则需要比较高的数学技巧,甚至无法求得解析解。20世纪60年代以来,随着电子计算机技术的发展,一些电磁场的数值计算方法发展起来,并得到广泛地应用,相对于经典电磁理论而言,数值方法受边界形状的约束大为减少,可以解决各种类型的复杂问题。但各种数值计算方法都有优缺点,一个复杂的问题往往难以依靠一种单一方法解决,常需要将多种方法结合起来,互相取长补短,因此混和方法日益受到人们的重视。
本文综述了国内外计算电磁学的发展状况,对常用的电磁计算方法做了分类。
2 电磁场数值方法的分类
电磁学问题的数值求解方法可分为时域和频域2大类。频域技术主要有矩量法、有限差分方法等,频域技术发展得比较早,也比较成熟。时域法主要有时域差分技术。时域法的引入是基于计算效率的考虑,某些问题在时域中讨论起来计算量要小。例如求解目标对冲激脉冲的早期响应时,频域法必须在很大的带宽内进行多次采样计算,然后做傅里叶反变换才能求得解答,计算精度受到采样点的影响。若有非线性部分随时间变化,采用时域法更加直接。另外还有一些高频方法,如GTD,UTD和射线理论。
从求解方程的形式看,可以分为积分方程法(IE)和微分方程法(DE)。IE和DE相比,有如下特点:IE法的求解区域维数比DE法少一维,误差限于求解区域的边界,故精度高;IE法适合求无限域问题,DE法此时会遇到网格截断问题;IE法产生的矩阵是满的,阶数小,DE法所产生的是稀疏矩阵,但阶数大;IE法难以处理非均匀、非线性和时变媒质问题,DE法可直接用于这类问题〔1〕。
3 几种典型方法的介绍
有限元方法是在20世纪40年代被提出,在50年代用于飞机设计。后来这种方法得到发展并被非常广泛地应用于结构分析问题中。目前,作为广泛应用于工程和数学问题的一种通用方法,有限元法已非常著名。
有限元法是以变分原理为基础的一种数值计算方法。其定解问题为:

应用变分原理,把所要求解的边值问题转化为相应的变分问题,利用对区域D的剖分、插值,离散化变分问题为普通多元函数的极值问题,进而得到一组多元的代数方程组,求解代数方程组就可以得到所求边值问题的数值解。一般要经过如下步骤:
①给出与待求边值问题相应的泛函及其变分问题。
②剖分场域D,并选出相应的插值函数。
③将变分问题离散化为一种多元函数的极值问题,得到如下一组代数方程组:

其中:Kij为系数(刚度)矩阵;Xi为离散点的插值。
④选择合适的代数解法解式(2),即可得到待求边值问题的数值解Xi(i=1,2,…,N)
(2)矩量法
很多电磁场问题的分析都归结为这样一个算子方程〔2〕:
L(f)=g(3)其中:L是线性算子,f是未知的场或其他响应,g是已知的源或激励。
在通常的情况下,这个方程是矢量方程(二维或三维的)。如果f能有方程解出,则是一个精确的解析解,大多数情况下,不能得到f的解析形式,只能通过数值方法进行预估。令f在L的定义域内被展开为某基函数系f1,f2,f3,…,fn的线性组合:

其中:an是展开系数,fn为展开函数或基函数。
对于精确解式(2)通畅是无限项之和,且形成一个基函数的完备集,对近似解,将式 (2)带入式(1),再应用算子L的线性,便可以得到:

m=1,2,3,…
此方程组可写成矩阵形式f,以解出f。矩量法就是这样一种将算子方程转化为矩阵方程的一种离散方法。
在电磁散射问题中,散射体的特征尺度与波长之比是一个很重要的参数。他决定了具体应用矩量法的途径。如果目标特征尺度可以与波长比较,则可以采用一般的矩量法;如果目标很大而特征尺度又包括了一个很大的范围,那么就需要选择一个合适的离散方式和离散基函数。受计算机内存和计算速度影响,有些二维和三维问题用矩量法求解是非常困难的,因为计算的存储量通常与N2或者N3成正比(N为离散点数),而且离散后出现病态矩阵也是一个难以解决的问题。这时需要较高的数学技巧,如采用小波展开,选取合适的小波基函数来降维等〔3〕。
(3)时域有限差分方法
时域有限差分(FDTD)是电磁场的一种时域计算方法。传统上电磁场的计算主要是在频域上进行的,这些年以来,时域计算方法也越来越受到重视。他已在很多方面显示出独特的优越性,尤其是在解决有关非均匀介质、任意形状和复杂结构的散射体以及辐射系统的电磁问题中更加突出。FDTD法直接求解依赖时间变量的麦克斯韦旋度方程,利用二阶精度的中心差分近似把旋度方程中的微分算符直接转换为差分形式,这样达到在一定体积内和一段时间上对连续电磁场的数据取样压缩。电场和磁场分量在空间被交叉放置,这样保证在介质边界处切向场分量的连续条件自然得到满足。在笛卡儿坐标系电场和磁场分量在网格单元中的位置是每一磁场分量由4个电场分量包围着,反之亦然。
这种电磁场的空间放置方法符合法拉第定律和安培定律的自然几何结构。因此FDTD算法是计算机在数据存储空间中对连续的实际电磁波的传播过程在时间进程上进行数字模拟。而在每一个网格点上各场分量的新值均仅依赖于该点在同一时间步的值及在该点周围邻近点其他场前半个时间步的值。这正是电磁场的感应原理。这些关系构成FDTD法的基本算式,通过逐个时间步对模拟区域各网格点的计算,在执行到适当的时间步数后,即可获得所需要的结果。
在上述算法中,时间增量Δt和空间增量Δx,Δy和Δz不是相互独立的,他们的取值必须满足一定的关系,以避免数值不稳定。这种不稳定表现为在解显式 差分方程时随着时间步的继续计算结果也将无限制的67增加。为了保证数值稳定性必须满足数值稳定条件:

其中:(对非均匀区域,应选c的最大值)〔4〕。
用差分方法对麦克斯韦方程的数值计算还会在网格中引起所模拟波模的色散,即在FDTD网格中数字波模的传播速度将随波长、在网格中的传播方向以及离散化的情况而改变。这种色散将导致非物理原因引起的脉冲波形的畸变、人为的各向异性及虚拟的绕射等,因此必须考虑数值色散问题。如果在模拟空间中采用大小不同的网格或包含不同的介质区域,这时网格尺寸与波长之比将是位置的函数,在不同网格或介质的交界面处将出现非物理的绕射和反射现象,对此也应该进行定量的研究,以保证正确估计FDTD算法的精度。在开放问题中电磁场将占据无限大空间,而由于计算机内存总是有限的,只能模拟有限空间,因此差分网格在某处必将截断,这就要求在网格截断处不引起波的明显反射,使对外传播的波就像在无限大空间中传播一样。这就是在截断处设置吸收边界条件,使传播到截断处的波被边界吸收而不产生反射,当然不可能达到完全没有反射,目前已创立的一些吸收边界条件可达到精度上的要求,如Mur所导出的吸收边界条件。
(4)复射线方法
复射线是用于求解波场传播和散射问题的一种高频近似方法。他根据几何光学理论和几何绕射理论的分析方法和计算公式,在解析延拓的复空间中求解复射线轨迹和场的振幅和相位,从而直接得出局部不均匀波(凋落波)的传播和散射规律〔5〕。复射线方法是包括复射线追踪、复射线近轴近似、复射线展开以及复绕射线等处理技术在内的一系列处理方法的统称。其共同特点在于:通过将射线参考点坐标延拓到复空间而建立了一个简单而统一的实空间中波束/射线束(Bundle ofrays)分析模型;通过费马原理及其延拓,由基于复射线追踪或复射线近轴近似的处理技术,构造了射线光学架构下有效的鞍点场描述方法等。例如,复射线追踪法将射线光学中使用的射线追踪方法和场强计算公式直接地解析延拓到复空间,利用延拓后的复费马原理进行复射线搜索,从而求出复射线轨迹和复射线场。这一方法的特点在于可以基于射线光学方法有效地描述空间中波束的传播,因此,提供了一类分析波束传播的简便方法。其不足之处是对每一个给定的观察点必须进行一次二维或四维的复射线轨迹搜索,这是一个十分花费时间的计算机迭代过程。
4 几种方法的比较和进展
将有限元法移植到电磁工程领域还是二十世纪六七十年代的事情,他比较新颖。有限元法的优点是适用于具有复杂边界形状或边界条件、含有复杂媒质的定解问题。这种方法的各个环节可以实现标准化,得到通用的计算程序,而且有较高的计算精度。但是这种方法的计算程序复杂冗长,由于他是区域性解法,分割的元素数和节点数较多,导致需要的初始数据复杂繁多,最终得到的方程组的元数很大,这使得计算时间长,而且对计算机本身的存储也提出了要求。对电磁学中的许多问题,有限元产生的是带状(如果适当地给节点编号的话)、稀疏阵(许多矩阵元素是0)。但是单独采用有限元法只能解决开域问题。用有限元法进行数值分析的第一步是对目标的离散,多年来人们一直在研究这个问题,试图找到一种有效、方便的离散方法,但由于电磁场领域的特殊性,这个问题一直没有得到很好的解决。问题的关键在于一方面对复杂的结构,一般的剖分方法难于适用;另一方面,由于剖分的疏密与最终所形成的系数矩阵的存贮量密切相关,因而人们采用了许多方法来减少存储量,如多重网格法,但这些方法的实现较为困难〔6〕。
网格剖分与加密是有限元方法发展的瓶颈之一,采用自适应网格剖分和加密技术相对来说可以较好地解决这一问题。自适应网格剖分根据对场量分布求解后的结果对网格进行增加剖分密度的调整,在网格密集区采用高阶插值函数,以进一步提高精度,在场域分布变化剧烈区域,进行多次加密。
这些年有限元方法的发展日益加快,与其他理论相结合方面也有了新的进展,并取得了相当应用范围的成果,如自适应网格剖分、三维场建模求解、耦合问题、开域问题、高磁性材料及具有磁滞饱和非线性特性介质的处理等,还包括一些尚处于探索阶段的工作,如拟问题、人工智能和专家系统在电磁装置优化设计中的应用、边基有限元法等,这些都使得有限元方法的发展有了质的飞跃。
矩量法将连续方程离散化为代数方程组,既适用于求解微分方程,又适用于求解积分方程。他的求解过程简单,求解步骤统一,应用起来比较方便。然而 77他需要一定的数学技巧,如离散化的程度、基函数与权函数的选取,矩阵求解过程等。另外必须指出的是,矩量法可以达到所需要的精确度,解析部分简单,可计算量很大,即使用高速大容量计算机,计算任务也很繁重。矩量法在天线分析和电磁场散射问题中有比较广泛地应用,已成功用于天线和天线阵的辐射、散射问题、微带和有耗结构分析、非均匀地球上的传播及人体中电磁吸收等。
FDTD用有限差分式替代时域麦克斯韦旋度方程中的微分式,得到关于场分量的有限差分式,针对不同的研究对象,可在不同的坐标系中建模,因而具有这几个优点,容易对复杂媒体建模,通过一次时域分析计算,借助傅里叶变换可以得到整个同带范围内的频率响应;能够实时在现场的空间分布,精确模拟各种辐射体和散射体的辐射特性和散射特性;计算时间短。但是FDTD分析方法由于受到计算机存储容量的限制,其网格空间不能无限制的增加,造成FDTD方法不能适用于较大尺寸,也不能适用于细薄结构的媒质。因为这种细薄结构的最小尺寸比FDTD网格尺寸小很多,若用网格拟和这类细薄结构只能减小网格尺寸,而这必然导致计算机存储容量的加大。因此需要将FDTD与其他技术相结合,目前这种技术正蓬勃发展,如时域积分方程/FDTD方法,FDTD/MOM等。FDTD的应用范围也很广阔,诸如手持机辐射、天线、不同建筑物结构室内的电磁干扰特性研究、微带线等〔7〕。
复射线技术具有物理模型简单、数学处理方便、计算效率高等特点,在复杂目标散射特性分析等应用领域中有重要的研究价值。典型的处理方式是首先将入射平面波离散化为一组波束指向平行的复源点场,通过特定目标情形下的射线追踪、场强计算和叠加各射线场的贡献,可以得到特定观察位置处散射场的高频渐进解。目前已运用复射线分析方法对飞行器天线和天线罩(雷达舱)、(加吸波涂层)翼身结合部和进气道以及涂层的金属平板、角形反射器等典型目标散射特性进行了成功的分析。尽管复射线技术的计算误差可以通过参数调整得到控制,但其本身是一种高频近似计算方法,由于入射波场的离散和只引入鞍点贡献,带来了不可避免的计算误差。总的来说复射线方法在目标电磁散射领域还是具有独特的优势,尤其是对复
杂目标的处理。
5 结 语
电磁学的数值计算方法远远不止以上所举,还有边界元素法、格林函数法等,在具体问题中,应该采用不同的方法,而不应拘泥于这些方法,还可以把这些方法加以综合应用,以达到最佳效果。
电磁学的数值计算是一门计算的艺术,他横跨了多个学科,是数学理论、电磁理论和计算机的有机结合。原则上讲,从直流到光的宽频带范围都属于他的研究范围。为了跟上世界科技发展的需要,应大力进行电磁场的并行计算方法的研究,不断拓广他的应用领域,如生物电磁学、复杂媒质中的电磁正问题和逆问题、医学应用、微波遥感应用、非线性电磁学中的混沌与分叉、微电子学和纳米电子学等。

参考文献

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〔7〕 杨永侠,王翠玲.电磁场的FDTD分析方法〔J〕.现代电子技术,2001,(11):73-74.
〔8〕 洪伟.计算电磁学研究进展〔J〕.东南大学学RB (自然科学版),2002,32(3):335-339.
〔9〕 王长清,祝西里.电磁场计算中的时域有限差分法〔M〕.北京:北京大学出版社,1994.
〔10〕 楼仁海,符果行,袁敬闳.电磁理论〔M〕.成都:电子科技大学出版社,1996.
现代电子技术

⑸ 请问清华大学电气工程及其自动化专业 用的是哪些教材 哪个出版社的

清华大学电气工程及其自动化专业所用的部分课程教材及出版社信息具体如下:

1、C语言结构化程序设计:《C语言程序设计教程》谭浩强 张基温 唐永炎编 高等教育出版社 1992年。

2、工程制图:①《画法几何及工程制图》 巩永龄主编 中国铁道出版社出版 2003年;②《画法几何及工程制图习题集》 巩永龄主编 中国铁道出版社出版 2003年。

3、电路:①《电路》第四版 邱关源主编 高等教育出版社 2003年。

4、数字电子电路及实验:《电子技术基础(数字部分)》 康华光主编 高等教育出版社 2003年。

5、电力电子技术:《电力电子技术》 第一版 王兆安 黄俊 西安交大 主编 机械工业出版社 2003年 。

6、自动控制原理:《自动控制原理》吴麒主编 清华大学出版社。

7、信号分析与处理:《信号分析与处理》 姜常珍主编 天津大学出版社。

8、电机学:《电机学》 汤蕴璆 史乃主编 科学出版社 2003年。

9、电力拖动自动控制系统 :《电力拖动自动控制系统》 陈伯时主编 上海工业大学。

10、微机原理与接口技术:《计算机硬件技术教程——微机原理与接口技术》 贾智平等编 中国水利水电出版社 1999年。

11、电气CAD:《电气工程CAD》 刘增良主编 中国水利水电出版社 2004年。

12、专业英语:《电气自动化专业英语》李久胜主编 哈尔滨工业大学出版社 2003年。

13、工厂供电:《供电工程》 翁双安主编 机械工业出版社 2004年第1版。

14、Matlab语言与系统仿真 :《MATLAB语言与自动控制系统设计》 魏克心等编 机械工业出版社。

15、电力系统分析:《电力系统分析》(上、下册) 何仰赞等编 华中理工大学出版社。


(5)电磁装置设计原理pdf下载扩展阅读:

电气类专业一直在高院工科专业中占据十分重要的地位,而电气工程及其自动化又是其中不可或缺的专业之一。对于理科生来说,这个专业具有很强的吸引力,每年全国毕业生规模在6万人左右。那么,这个专业将来培养什么样的人才,它的发展空间又如何呢?

1、专业对数学基础要求比较高

浙江大学电气工程学院潘再平教授说,这个专业简单说起来,是培养电气工程师的专业,从事的行业基本上和电有关,比如电子设备设计制造、电力工程等。

潘教授说,浙大电气工程及其自动化专业,每年大约招收160位学生,再加上竺可桢学院来的同学及特长生,每年大概有180多位学生。

近三年,毕业生中读研、出国的占一半以上,就业的同学多数去了电力系统等大型国有企业,还有去西门子、上海电气等电气设备制造公司的,剩下的小部分同学去了研究所、政府部门等单位。

潘教授说,这个专业对数学基础要求较高,课程学习负担较重。有些课程比较抽象,要求学生具有较强的想象能力和逻辑思维。电机学、工程电磁场和模拟电子技术等课程有一定的难度。其实,在掌握高等数学、大学物理、电路原理等基础课程的前提下,学好这些课程并不难。

华中科技大学电气工程及其自动化专业很牛,在教育部公布的名单中,仅次于清华大学。电气与电子工程学院辅导员陈老师说,电气工程及其自动化专业确实是学校的王牌专业,每年的录取分数线也很高,在全校所有专业中仅次于临床医学(八年制)专业。

陈老师说:“在我们学校,电气工程及其自动化专业有个‘两百’的说法,每年针对这个专业的毕业生有一百多场招聘会,来的企业都是电力行业的龙头企业,毕业生的就业情况也很不错;还有就是每年有一百万奖学金,用来奖励成绩优秀的学生。

“不过,目前读这个专业的女生比较少,但从我们学院的情况来看,电气工程及其自动化专业的女生都很优秀,我们也欢迎更多的女生报考我们专业。”

教育部公布的本专科专业就业状况显示,电气工程及其自动化专业2013年全国普通高校毕业生规模在60000-65000人,近三年全国就业率区间在85%-95%之间。

2、毕业后大部分从事和“电”有关的工作

小王本科是浙大电气工程及其自动化专业,本科毕业后直升浙大研究生,现在在某电力设计院工作,主要工作是给电厂或者变电站做一些电力设计的工作,工作还算轻松,加班也不多。

小刘说:“当年选这个专业,也是听大家说就业比较好,而且我对这方面也感兴趣,本科阶段经常会有一些动手实验,比如焊接电路板,还蛮有意思的。”

“大家都觉得我们这一行待遇好,以前还可以,但这几年也一般了。不过相对其它专业,我们找工作还是相对容易的,工作也稳定,这也是这个专业比较吸引人的地方。

我们同学毕业后,主要就业方向有电网企业、发电企业、电力设计等单位,还有少部分去了电力设备制造企业,比如通用电气、西门子集团,能进这些外企,非常不容易,收入也很好,但压力相对较大。”

小刘本科毕业后,在东部城市的一所电力局工作,工作三年,现在的工作主要是电网调度。小王说:“我们日常的工作就是计划检修,事故情况下就需要隔离故障并且快速恢复送电。这些操作都是需要我们发令,现场人员再去执行。

我们的工作有时候压力挺大的,负责监控电网运行,要是漏监一个信号有可能导致严重后果。”

小刘说,这几年,单位新进的大学生都是要求211、985学校毕业的,要求比较高。

对高考志愿填报,一位在电力系统工作了多年的员工也给了一些建议:成绩特别好的同学,可以报考清华大学、浙江大学等热点地区的综合类高校,将来毕业后不管是找工作读研,选择都非常多。

成绩不够拔尖的同学,如果毕业以后想从事这方面的工作,可考虑东北电力大学、华北电力大学、上海电力学院等学校,这些学校竞争不会那么激烈。

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⑺ 华科电磁装置设计原理作业怎么做

从近几年的高考来看,理综卷对物理实验的考察,已成为高考的热门题目。所考察的内容也并非教材中已成型实验,而是以所掌握的实验原理、技能自行设计为主。它要求学生能明确实验目的,理解实验原理,控制实验条件;会运用已学过的实验方法;会正确使用实验中用过的仪器;会观察、分析实验现象,处理实验数据,并得出结论。
设计性实验是近几年高考热点也是得分难点。鉴于此,对物理实验的复习,提出以下看法:

一是基本仪器的使用仍是实验复习的基础。

不管上一年度有无考到仪器的使用,我们对常用的物理仪器要熟练运用,这是实验的基础,是实验的工具,任何时侯都不过时。在这方面花些时间是必需的。常见的有十三种仪器,这十三种仪器是刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、打点计时器、弹簧称、温度计、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱等等。这些工具的使用每本复习用书上都有很详细的说明,本文不再多言。

二要从多种视角重新审视和组合实验板块。

在物理实验总复习中,我们不应孤立地看待一个个实验,而应该从这些实验的原理、步骤、数据采集与处理方式的异同上,给这些实验分门别类,从而组成不同的实验板块。平时我们已经自觉或不自觉地把实验分成力学实验板块、电学实验板块、热学实验板块、光学实验板块。但这样的处理只是简单地重复了物理课本知识的体系,大多数情况下也是为了讲解的方便,没有多大的创意,对于学生思维的开发和对实验的科学思维方式的培养显得很不够的。在此,我认为我们要在这些实验的组合板块中挖掘一些功能,培养学生一种实验的常规意识,比如对于力学板块,这是由验证力的合成与分解、打点计时器的使用和测匀变速直线运动加速度、验证机械能守恒定律、验证牛顿第二定律、验证动量守恒定律等实验组成的一个大的实验板块。

我们还可以把视野再扩大一些,以各种角度重新组合新的实验板块,比如按测量型与验证型可把实验分成两大板块,按能进行图像处理数据和不能用图像处理数据又可以把实验分成两大板块。我们可以提示学生这样划分板块,但把一个具体实验归类于哪个板块,这要学生自已思考,比如说用图像法处理数据,学生们熟悉的是验证牛顿第二定律和测定电池电动势和内电阻的实验,不过画出的图形必须是直线,否则不好处理。这给予学生们思考的空间,其实还有许多实验也是可以这样处理的,它们都可以归类于用图像法处理数据,比如用单摆测重力加速度的实验,我们测的是周期T和摆长L,再由公式来计算,书本上采用的是多测几组再求平均值法,现在我们可以以L和T2/4л2为坐标轴,用测得的数据放入描点,画直线求斜率即是g。
高中物理实验复习
一、 基本仪器的使用
游标卡尺
设计原理:游标尺上n个刻度的总长度与主尺上(n-1)个刻度的总长度相等,如果游标尺的最小刻度的长为x,相应主尺上的每个最小刻度的长为y,则有nx=(n-1)y,由此式可得游标尺与主尺两者最小刻度长度的差为k=y-x=y/n,我们把k叫做游标卡尺的精确度。其值由游标尺的刻度数和主尺上的归小刻度长度y决定。
读数原理:①先读整数部分:整数部分由主尺上读得,即游标尺零刻度线在主尺的多少毫米刻度线的右边,该毫米刻度值就是应读得的以毫米为单位的整数部分L
②再读小数部分:小数部分由游尺上第几条刻度线与主尺上某一刻度线对齐后读出,即游标卡尺的准确度k×n=读出的小数部分(可记为通式k×n)
③测量值为上述两部分读数之和,并按有效数字规则记录,通用公式可写为s=L+k×n
习题
例1:用一10分度的游标卡尺测量一长度为6.8mm的物体,则游标的哪个刻度与主尺的哪个刻度对齐?14mm处
1、游标有20个刻度的游标卡尺游标总长等于19毫米,它的测量精度是多少?测量时如游标的零刻度在尺身的2.4厘米和2.5厘米之间,游标的第16条刻度线与尺身对齐,测量的结果是多少?
弹簧秤
使用弹簧秤的注意事项:
① 根据被测力的大小选择弹簧秤的量程,不能超量程测量,否则会损坏弹簧秤
② 使用前要检查弹簧秤的指针是否指到零位置,如果不指零,就需要调节器零
③ 被测力的方向应与弹簧秤轴线方向一致
④ 读数时应正对平视。一次测量的时间不宜过长,以免弹簧疲劳
⑤ 弹簧、指针、拉杆都不能与刻度板末端的限位卡发生摩擦
⑥ 读数时,除读出弹簧秤上最小刻度所表示的数值,还要估读一位。
秒表
使用注意事项:使用秒表前应检查秒表指针是否与零点对齐,如果不能对齐,应记下此时秒针所指示的数值,并对读数作修正; 测量完毕,应让秒表继续走动,使发条完全放松,释放弹性势能,使发条恢复到松弛状态。
二、测定性实验
测定匀变速直线运动的加速度
由纸带求物体运动加速度的方法:
a.逐差法:s4-s1=s5-s2=s6-s3=…=3aT2,分别求出a1=(s4-s1)/3T2,a2=(s5-s2)/3T2,a3=(s6-s3)/3T2,再算出a1、a2、a3的平均值,即为物体运动的加速度.
b.v—t图像法:先根据vn=(sn+sn+1)/2T求出打第n个点时纸带的瞬时速度,作出v—t图像,图线的斜率即为物体运动的加速度
习题:
1、在“测定匀变速直线运动的加速度”实验中,下列方法中有助于减小实验误差的是(ACD )
A 选取记数点,把每打5个点的时间间隔作为一个时间单位
B 使小车运动的加速度尽量小些
C 舍去纸带上开始时密集的点,只得用点迹清晰、点间间隔适当的那一部分进行测量、计算
D 适当增加挂在细绳下钩码的个数
2、在研究匀变速直线运动的实验中,算出小车经各计数点的瞬时的速度如下:
计数点序号 1 2 3 4 5 6
计数点对应的时刻(s) 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60
通过计数点的速度(cm/s) 44.0 62.0 81.0 100.0 110.0 168.0
(1)为了计算加速度,合理的方法是( C )
A 根据任意两计数点的速度公式,用a=Δv/Δt算加速度.
B 根据实验数据画出v-t图,量出其倾角,由公式a=tgα求加速度.
C 根据实验数据画出v-t图,由图上相距较远的两点,由a=Δv/Δt求a.
D依次算出通过连续两计数点间的加速度,算出其平均值作小车的加速度.
(2)由上表中给出的数据,用作图法求其加速度

3、在研究匀变速直线运动的实验中,如图2一22所示,为一次记录小车运动情况的纸带,图中A、B、C、D、E为相邻的记数点,相邻记数点间的时间间隔T=0.1s。

(1)根据_ΔS=恒量_可判定小车做匀加速直线运动。
(2)根据_ _______计算各点的瞬时速度,且VA= 0.53m/s ,VB=0.88m/s ,VC =1.23m/s,VD=1.53m/s,VE=1.93m/s 。
(3)在图2一23所示的坐标中作出小车的v一t,图线,并根据图线求出a=_3.5m/s2____。

4)将图线延长与纵轴相交,交点的速度是_0.53m/s_,此速度的物理意义是__VA_____。
用单摆测定重力加速度
实验注意事项:
①摆线要用细而轻且不可伸长的1m左右的线制成.
②摆球要用密度大的实心球.
③测摆长时应使摆自然下垂,测悬点到球心间的距离.
④单摆摆动时应使摆线在同一平面内且摆角小于10°.
⑤测周期时,应从摆球经平衡位置时开始计时,要测30或50次全振动时间,取平均值计算
习题
4、用单摆测重力加速度的实验中,用的摆球密度不均匀,无法确定重心位置.第一次量得悬线长L1(不计半径),测得周期为T1;第二次测得悬线长为L2周期为T2,根据上述数据,g值应为( B )
A. 4π2(L1+L2)/(T12+T22) B. 4π2(L1-L2)/(T12-T22)
C. 4π2 /T1T2 D.无法计算
5、两名同学在分析用单摆测重力加速度时由于摆球受空气阻力而对单摆周期产生影响问题时,甲同学说:空气对摆球的浮力与重力方向相反,浮力对摆球作用相当于重力加速度变小,因此振动周期变大.乙同学说:浮力对摆球的影响好像用一个轻一些的摆球做实验,单摆振动周期与摆球质量无关,因此振动周期不变,试分析这两种说法的正误.
解析:如图甲所示,无空气浮力时,摆球做简谐振动的回复力是重力的切向分量G1,F回=mg?sinθ,θ是摆角.
有空气浮力时,如图乙所示,设摆球受重力和浮力的合力F=mg-F?浮,方向竖直向下,这时摆球做简谐振动的回复力是F的切向分量F1,
F′回=F1=F?sinθ=(mg-F浮)?sinθ
F′回=m(g- )?sinθ=mg′?sinθ,g′=g-
这时摆球的质量不变,回复力减小,相当于重力加速度减小,周期增大,甲同学说得对.
乙同学说法的错误在于没有正确理解周期与摆球质量无关的特点,单摆周期与质量无关的原因是:回复力F回=mg?sinθ,F回与质量m成正比.回复力F?回产生的指向平衡位置的加速度.
a= =g?sinθ与质量无关,所以周期与m无关.有浮力时F回′=(mg-F浮)?sinθ
a′=(g- )?sinθ,显见a′<a
所以T增大.单摆振动周期与质量无关也可以从F回=-k?x,k是回复系数,而简谐振动周期T=2π ,代入k讨论得出.

二、 验证性实验
验证力的平行四边形定则
注意:
1、在本实验中,以橡皮条的伸长(结点到达某一位置)来衡量力的作用效果,因此,在同一次实验中应使两种情况下结点达到同一位置。
2、实验前,首先检查弹簧秤的零点是否正确,实验中,弹簧秤必须保持与木板平等,使用时不能超过弹性限度,读数时眼睛一定要正对刻度,读到最小刻度的下一位。
3、画力的图示时,标度的称取应恰当,严格按几何作图法求合力
习题
6、 如图所示为验证力的平行四边形法则的实验装置示意图,通过细线用两个互成角度的测力计拉橡皮条使结点移到某一位置O.此时需要记下:
(1) ;
(2) ;
(3) ;
然后,只用一个测力计再把橡皮条拉长,使结点到达位置 .再记下
(4) ;
(5) ;
(6)实验中,应使各拉力方向位于 同一平面 ,且与木板平面 平行 。
验证机械能守恒定律
注意:
(1)安装打点计时器时,必须使穿纸带的两个限位孔在同一竖直线上,以减小摩擦阻力.
(2)接通电源前,穿过打点计时器的纸带应平展不卷曲,提纸带的手必须拿稳纸带,并使纸带保持竖直,从而不致人为地增大摩擦阻力,导致机械能损耗.
(3)实验时,必须先接通电源,让打点计时器工作正常后才能松开纸带让垂锤下落,从而使纸带下落的初速度为零,并且纸带上打出的第一个点是清晰的一个小点.
(4)选用纸带应尽量挑选第1、2两点间的距离接近2mm的纸带,以保让打第一个点时纸带的速度为零.
(5)测量下落高度时,都必须从起点算起,不能搞错,选取的各个计数点要离起始点适当远一些,以减小测量高度h值的相对误差.
(6)因验证的是ghn,是否等于Vn2/2,不需要知道动能的具体数值,故无需测量重锤的质量m.
实验误差
由于重物和纸带在下落过程中要克服阻力(主要是打点纸带所受的阻力)做功,所以势能的减小量△Ep稍大于动能的增加量△Ek.
习题
7、 在验证机械能守恒定律的实验中,有同学按以下步骤进行实验操作:
A.用天平称出重锤和夹子的质量;
B.固定好打点计时器,将连着重锤的纸带穿过限位孔,用手提住,且让手尽量靠近打点计时器;
C.松开纸带,接通电源,开始打点.并如此重复多次,以得到几条打点纸带;
D.取下纸带,挑选点迹清晰的纸带,记下起始点O,在距离O点较近处选择几个连续计数点(或计时点),并计算出各点的速度值;
E.测出各点到O点的距离,即得到重锤下落高度;
F.计算出mghn和 mυ2n/2,看两者是否相等.
在以上步骤中,不必要的步骤是 A ;有错误或不妥的步骤是 BCDF (填写代表字母);更正情况是① B中“让手尽量靠近”应改为“让重锤尽量靠近打点计时器” ,② C中应先接通电源,后松开纸带 ,③ D中应将“距离O点较近处”改为“距离O点较远处” ,④ F中应改为“ghn和υ2n/2”
8、在利用重锤自由下落“验证机械能守恒定律”的实验中,在打出纸带并测量出第n点到第1点的距离后,用公式υn=ngT(T为打点时间间隔)来计算打第n点时重锤的速度,然后计算重锤动能的增量△Ek和重锤重力势能的减少量△Ep.计算时经常出现△Ek>△Ep的结果,试分析其中的原因.
解析:本题可从如下两方面进行分析:(1)由于重锤和纸带受到阻力,它们下落的实际加速度a将小于重力加速度,而利用重力加速度g来计算速度υ=n?g?T,将使得υ值偏大. (2)在先接通电源使打点计时器工作,再让纸带从静止释放的步骤中,常常容易造成纸带上记录下来的最初两点之间的时间间隔小于0.02s,计算中仍按0.02s计算,也将使得速度值υ=n?g?T偏大.
9、某同学在做“验证机械能守恒定律”的实验时,不慎将一条选择好的纸带的前面部分损坏了,剩下的一条纸带上各点间的距离,他测出并标在纸带上,如下图所示.已知打点计时器的周期是0.02s,重力加速度为9.8m/s2.

(1) 利用纸带说明重锤(质量为mkg)通过对应于2、5两点过程中机械能守恒.
(1)重锤在对应2、5两点时的速度分别为
υ1= m/s=1.495m/s υ2= m/s=2.06m/s
则重锤在2、5两点对应过程的动能增加量为
△Ek=Ek2-Ek1= mυ22- mυ21=1.004mJ,
而重锤在该过程中下落的距离为
△h=(3.18+3.56+3.94)×10-2m=10.68×10-2m
则重锤在该过程减小的重力势能为
△Ep=mg?△h=1.047mJ
在允许的实验误差范围内可以认为△Ek=△Ep,即机械能守恒.
(2) 说明为什么得到的结果是重锤重力势能的减小量△Ep稍大于重锤动能的增加量△Ek?
因重锤拖着纸带下落时,空气阻力和打点计时器的阻力做功而使重锤的机械能有损失,故重力势能的减小量稍大于动能的增加量
验证动量守恒定律
实验需注意事项
(1)为保证两球在水平方向作同一直线上的对心正碰,必须将斜槽末端切线调节成水平然后固定;
(2)为使入射球A在碰后能沿原方向运动,必须使A球的质量大于被碰球B的质量.
(3)为保证多次重复实验的条件相同,一是必须使入射球每次都是从斜槽上同一位置从静止开始滚下;二是注意不能移动实验桌、斜槽和白纸.
(4)必须明确标明重锤线尖端所指的位置O.以便能较精确地确定两球作平抛运动的抛出点,从而获得较精确的水平位移大小.
练习
1、某同学用如下图所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律.图中PQ是斜槽,QR为水平槽.实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下,落到位于水平地面的记录纸上,留下痕迹.重复上述操作10次,得到10个落点痕迹.再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方,让A球仍从位置G由静止开始滚下,和B球碰撞后,A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹.重复这种操作10次.图(甲)中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点.B球落点痕迹如图(乙)所示,其中米尺水平放置,且平行于G、R、O所在的平面,米尺的零点与O点对齐.
(1)碰撞后,B球的水平射程应取为64.7 cm.
(2)在以下选项中,哪些是本次实验必须进行的测量?答ABD (填选项号).
A.水平槽上未放B球时,测量A球落点位置到O点的距离
B.A球与B球碰撞后,测量A球落点位置到O点的距离
C.测量A球或B球的直径
D.测量A球和B球的质量(或两球质量之比)
E.测量G点相对于水平槽面的高度.
2、某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒定律的实验:在小车A的前端粘有橡皮泥,推动小车A使之作匀速运动.然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体,继续作匀速运动,他设计的具体装置如下图所示.在小车A后连着纸带,电磁打点计时器电源频率为50HZ,长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力.

(1)若已得到打点纸带如上图,并测得各计数点间距标在图上,A为运动起始的第一点,则应选 BC 段来计算A的碰前速度,应选 DE 段来计算A和B碰后的共同速度.(以上两格填“AB”或“BC”或“DC”或“DE”).
(2)已测得小车A的质量m1=0.40kg,小车B的质量m2=0.20kg,由以上测量结果可得:
碰前总动量= 0.42 kg.m/s.
碰后总动量= 0.417 kg.m/s.
由上述实验结果得到的结论是: 在误差允许范围内,A、B两车作用前后的总动量相等,系统的动量守恒。

三、研究性实验
研究平抛物体的运动
1、在研究平抛物体的运动的实验中,坐标原点0及竖直向下的轴的确定,下列说法正确的是(AD)
A O点在斜槽末端点处
B O点在斜槽末端点正前方r处(r为小球半径)
C 过0点画一条平行木板边缘向下的线作为轴
D 过0点利用重锤线画一条竖直线作为轴
2.如图所示为做平抛运动实验的专用卡片,长方形孔的宽度为a,长度为b,c为描轨迹点的缺口,若小球半径为r,则下列说法中正确的是(AB )
A 缺口c应在折线处且紧贴木板上的白纸
B a应略大小2r(r为球半径)
C b应等于2r D a应等于2r
3、下列哪些因素会使实验的误差增大( B )
A 小球与斜槽之间有摩擦 B 安装斜槽时其末端不水平
C 建立坐标系时以斜槽末端端口位置为坐标原点 D 每次释放小球的位置相同

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