动手操作分析电场和磁场方向

结合大学物理中电场和磁场方向判断这类重要问题,采用简单而形象的动手操作方法分析电场和磁场方向.旨在构建体现应用技术型大学"动手动脑"的办学理念,适合应用型大学学生特点的大学物理课程体系提供思路,为应用技术型大学基础理论课程的教学改革提供借鉴.     

无线充电

无线充电(wireless charging)是指供电设备借助电感耦合,不用导线连接,将电能通过电磁场传送至用电装置的过程。无线充电技术源于无线电能传输技术,主要是利用磁场感应、磁场共振、电场感应、电磁波原理通过非物理连接方式给用户端(例如手机)进行电能传输,以实现给设备充电的目的。     

锂离子电池充放电时电解液性能的分子动力学模拟

探究了锂离子在混合电解液中的微观结构,本文利用分子动力学模拟的方法建立了多元混合电解液溶剂EC-DMC-DEC(ethylene carbonate-dimethyl carbonate-diethyl carbonate)模型,计算分析了零电场以及加电场下电解液混合溶剂的性质.计算结果表明:无电场时,电解液中没有接触离子对(CIP-contact ion pairs)和离子聚集体(AGG-aggregates)的存在;而在6V电压下,任何浓度的电解液均存在CIP,降低了锂盐的溶解度.电场的存在使得电解液溶剂分子的偶极矩与电场方向相一致,溶剂分子排列有序,降低了溶剂的介电常数,促使CIP和AGG的形成以及锂离子配位数的减少.因此,破坏电场下溶剂分子的有序性、增强溶剂的介电性质对于降低电解液中的离子缔合、改善电解液的性能是至关重要的,这对于今后电解液配方的设计选择有着指导意义.     

基于海流的海洋微小信号前端放大电路的研究

根据海流信号传感器的测量原理,提出了采集放大电路的技术方案。针对采集信号噪声大的特点,对海流电场微弱信号进行滤波提取,实现了对该信号同相分量的补偿式放大,在一定程度上克服了传感器在下沉时引起感生电场的强干扰,提高了电路测量精度。同时采用多级放大的原理,将微弱信号放大至仪器可观测的范围。通过Multisim仿真软件进行验证,结果表明,该采集放大电路满足设计要求,在保证信号质量的同时将信号放大至105~106倍。     

Design of electric-field coupled underwater wireless power transfer system based on class E amplifier

针对单级LC谐振型电场耦合式水下无线电能传输(electrical-field coupled power transfer,ECPT)系统的输出功率低、谐振容量小、频率漂移大等关键问题,设计一种更适于海水环境下的无线电能传输系统。该系统基于CLC-S调谐网络,综合E类放大器效率高、频率高等优点,实现较大的功率输出。利用Maxwell有限元仿真软件,对海水环境下耦合机构的电容值进行了有限元分析。通过对水下耦合机构进行试验,分析负载品质因数Q、归一化频率μ对水下无线电能传输系统的影响规律,可为水下ECPT系统设计提供参考。     

两种电极作用下微细通道内的R141b流动沸腾传热

为研究电场作用下微细通道内流动沸腾传热特性,设计了两种电极布置方式将电场引入到微细通道中,选取制冷剂R141b作为工质,在设计系统压力140 kPa,工质入口温度305.65 K工况下,研究了电场对微细通道内制冷剂R141b流动沸腾传热的影响.结果表明:电场能够强化微细通道传热,针状电极作用下沸腾曲线明显左移,与针状电极不同,线状电极除0、250 V沸腾曲线基本重合外,其余沸腾曲线均明显左移,说明线状电极起强化作用的有效电压高于针状电极;饱和沸腾传热系数随热流密度的增大先增大后减小,随质量流密度的增大而增大,相对于无电场,在250、550、850 V的3种针状电极作用下饱和沸腾传热系数分别提高了39%、62%、77%,线状电极作用下提高了0%,50%,82%;低电压时,针状电极的强化传热因子大于线状电极的强化传热因子,高电压时则相反,在本实验工况下,针状电极下的强化传热因子最大为1.77,线状电极下的强化传热因子最大为1.82.     

环氧丙烷分子在非对称外场作用下的光谱特性

采用密度泛函理论中的B3P86方法及含时密度泛函理论(TD-DFT)方法, 在6-311++G(2-df-)基组水平上, 计算环氧丙烷分子前10个激发态的激发能、 波长和振子强度, 并研究外电场作用对环氧丙烷分子激发态的影响规律. 结果表明, 随着外电场强度的增大, 激发能急剧减小, 即外电场作用下的分子易激发和离解.     

线-管式双极预荷电器的极间电场分布模型

电场分布是电除尘理论研究的核心问题之一。为提高对微细颗粒物的捕集效率,拟从理论上明确线-管式横向双极预荷电器这种新型电极结构的极间电场分布规律。基于高斯通量定律,建立了线-线电极的电场分布函数;根据电场叠加原理,推导出线-管式预荷电器极间电场分布模型;结合其电器电极结构对称分布特点,可划分为6个不同的荷电区域,分别采用线-管式预荷电器的极间电场分布模型进行求解。线-管式双极预荷电器内正、负电场对称分布有利于提高静电凝聚速率和除尘效率、减少累积电荷和抑制反电晕烧袋现象。     

电场调制FeCoSi/PZT驱动器磁性研究

采用射频磁控共溅射方法在玻璃衬底上制备了具有面内单轴各向异性的FeCoSi磁性薄膜。使FeCoSi磁性薄膜初始易磁化方向(称为初始易轴)与PZT驱动器应力方向(长轴方向)平行进行粘接得到FeCoSi/PZT驱动器异质结,用于研究通过电场来调制磁性薄膜的磁矩转动及各向异性场的场强,并利用微聚焦磁光克尔效应测量了不同电压下FeCoSi磁性薄膜初始难磁化方向(称为初始难轴)的磁滞回线。结果表明:当给PZT驱动器施加正电压时,异质结在张应力的作用下薄膜的易磁化方向保持不变,但各向异性场变大,各向异性场随电压的变化关系约为0.12Oe/V,从而实现了电场对各向异性场场强的调制;当给PZT驱动器施加负电压时,异质结在压应力的作用下使磁矩偏离初始易轴,而磁矩从初始易轴方向转到初始难轴方向所需施加的电压为-80V,从而实现了电场对磁性薄膜磁矩转动的调制。文中实现的通过电场对FeCoSi磁性薄膜磁矩转动和各向异性场的调制有望在低功耗微波器件中得到应用。     

高压直流电缆的电-热场耦合仿真研究

高压直流电缆(high voltage direct current cables, HVDC-cables)广泛应用于生产、生活的方方面面,研究高压直流电缆的电特性、热特性及其耦合性质有助于为高压输电设计和施工提供重要依据.以往研究高压直流电缆内部电场分布时,一般将其视为静电问题,并假设电缆材料属性为线性.本文考虑了绝缘介质材料聚乙烯的非线性特性以及绝缘材料内部的欧姆损失,对旋转对称和非旋转对称的高压直流线缆模型进行了电-热场耦合仿真研究.仿真结果显示,绝缘材料内外温差ΔT增高将引起电场反转效应,而电场系数β增加将消弱外界屏蔽电场.对于非旋转对称截面的高压直流电缆,绝缘介质内电场强度与介质厚度正相关,且同样存在电场反转效应.