恒定电流密度分布与霍耳电场

研究了恒定电流场中电流密度沿导体径向的分布和霍耳电场产生的机理及作用,结果表明,沿径向载流子密度增大、载流子定向运动速度增大,载流子在晶格势场中的能态逐步升高;无论在载流的导体内还是在处于超导载流态的超导体内都存在着径向的霍耳电场;霍耳电场的存在是载流子力学平衡的必备条件,霍耳电场关于径向的线积分是载流子在晶格势场中能量增量的量度.霍耳电场与电流磁场的坡印亭矢量表示了电流能量的传输方向,同时证明了焦耳热来源于载流子在晶格势场中的能态变化——从高能态向低能态跃迁,它可以用导体内的轴向电场和电流磁场的坡印亭矢量来表示,导体外表面附近的电场来源于载流子的运动状态变化,而不是直接来自于电源.用处于载流超导态的超导体不存在轴向电场的事实,说明了载流导体内的轴向电场并不是稳定分布的电荷产生的.     

稳恒电流电能输运问题分析

分析了稳恒电流电能传输的空间局域性,认为稳恒电流也存在着趋肤效应,其机制是电流的磁场力作用产生了霍尔电场,霍尔电场对载流子做功使之在晶格势场中的能态升高,载流子远离了原子实,产生了霍尔电压.霍尔电场与电流磁场构成的玻印亭矢量表示了稳恒电流能量的传输方向,稳恒电流能量是在导体内部传输的.     

导体表面上的电磁场研究

在静电场中,对均匀带电导体表面的电场分布规律和在稳恒电流的磁场中均匀载流导体表面的磁场分布规律都没有深入研究,因此在对导体表面上的电磁场问题处理时往往容易与其表面附近的场混淆而出现错误。针对上述存在的问题,结合均匀带电导体球面、均匀带电导体柱面及均匀载流导体柱面的实例,用基本的计算方法求出正确结论,并与其表面的场加以区别。该问题对研究电磁场问题有一定的指导作用。     

稳恒电流磁场与库仑电场的关系研究

用电磁学方法证明了电流元产生元磁场的3个方程的等价性;由稳恒电流元的磁场表达式导出了元磁场与载流电荷元产生的库仑电场的关系。讨论了该表达式的物理意义,指出,该表达式明确指出稳恒磁场是由电荷的定向运动产生的;稳恒磁场是以光速传播的,为否定＂超距作用＂的观点提供了新的依据。认为v×dE/c2表示了库仑电场力的无功功率,由此可知,稳恒电流的磁场可以由载流电荷库仑力的无功功率表示。这样的结果有利于初学电磁学的人正确理解磁场的产生、来源和传播。讨论了运用新的表达式求解磁场的方法,指出,运用电荷密度与载流子定向运动速度的乘积等于电流密度和点电荷的库仑场表达式的方法求解磁场甚为方便,如此做法可以省去传统的求解磁场必须掌握的复杂计算方法。并由此推断超导载流子的平均定向运动速度远远大于正常导体内载流子的定向运动速度,否则,超导电流不可能产生几十个特斯拉的磁场。     

对稳恒电场的讨论(一)

通过对载有稳恒电流直导线内、外对电场分布的讨论 ,分析稳恒电场和静电场的区别和联系 ,进而说明静止点电荷在载有稳恒电流直导线附近的运动状态及受力情况     

通电导体内稳恒电场的建立和电荷的分布

本文通过通电导体内稳恒电场的建立过程，分析了通电导体内荷的堆积 和分布情况。     

关于对静电场与稳恒电场的相似性的分析

对静电场与稳恒电场的性质、数学规律进行论证 ,从而进一步从理论上证明二者的相似性 ,实验中可以用稳恒电场去模拟静电场。     

对欧姆定律微分形式微小误差的研究

以稳恒载流圆直导线为例，根据保证稳恒电流的电荷分布特点，指出欧姆定律微分形式中的电场强度Ｅ应是总电场在电流方向的分量。同时又指出一般情况下这一分量与总电场方向偏差很小，量值基本相等。     

关于对静电场与稳恒电场的相似性的分析

对静电场与稳恒电场的性质、数学规律进行论证，从而进一步从理论上证明二的相似性，实验中可以用稳恒电场去模拟静电场。     

欧姆定律微分形式微小误差研究

以稳恒载流圆直导线为例，根据保证稳恒电流的电荷分布特点，指出欧姆定律微分形式中的电场强度E应是总电场在电流方向的分量，同时又指出一般情况下这一分量与总电场方向偏差很小，量值基本相等。     

感生电场中的电势和电势差

一般情况下在感生(涡旋)电场中是不能引入电势和电势差的概念的,但当有导体参与时,自由电子在涡旋电场的作用下重新分布,出现了电荷的堆积,因而建立了静电场,从而可以比较电势的高低.接入常用的磁电型电压表对该电势差进行测量和计算,会发现不同的连接方式,测量和计算的结果不同;甚至会发现同时接入多个电压表时,各块表的测量和计算结果也不相同.     

用曲面积分计算静电场的电场强度分布

根据应用导体的静电平衡条件,在给定导体上的电荷分布时,其产生的空间电场分布是惟一被确定的这一理论,应用曲面积分讨论了从无限大平面到有界旋转曲面的电场强度分布。     

对电磁感应现象可逆性的讨论

本文从空间是否存在导体两种情况去讨论电磁感应现象的可逆性.结论是:当导体存在时,除不闭合导体中感生电场已达稳定情况外,都是不可逆的;当不存在导体时,电磁感应现象则是可逆的     

电趋肤效应与电子能态关系的研究

用电磁学理论结合凝聚态物理学理论研究了电趋肤效应问题,它包括处于静电平衡状态下的导体上的感应电荷分布在导体的外表面上、交流电流的趋肤效应和超导电流的趋肤效应.分析指出,电趋肤效应是由于电子在晶格势场中能态升高,其载体内部不存在容纳这种处于高能态电子的能级,从而表现出趋肤效应.     

特高压直流输电线路离子流作用下人体电场效应分析

利用Comsol有限元仿真软件建立特高压直流输电线路和人体的三维模型,主要分析了输电线路产生的静电场和离子流作用下产生的合成电场两种情况下人体电场效应;以及在不同的风速下合成电场对人体电场效应。结果表明:在合成电场下:人体周围、人体内部以及头部的电场最大值均是静电场情况下的2.7倍左右,说明离子流作用下增加的电场是不可忽略的;并且对人体产生更大的作用。不同的风速情况下人体周围、人体内部以及头部的电场是不同的;风速逐渐增大,其电场值逐渐减小,说明在风速作用下,人体周围的离子流发生了变化并减小;且也减小了合成电场的大小,进而对人体的作用也变小。根据国际非电离辐射防护委员会(international commission on non-ionizing radiation protection,ICNIRP)导则限值对比分析,静电场和合成电场下人体内部电场最大值均超过普通民众限值和专业人员限值;而两种情况下的人体头部电场最大值在普通民众限值内,但是对于长期居住在特高压直流输电线路周边的居民会有一定的健康风险;因此在实际建设中需采取一定的降低电磁暴露防护措施或者避免穿越居民区。     

电场强化旋流分离装置的内部流场分析

提出一种运用高压电场强化提高旋流分离效率的装置,实现工业废油资源化工艺环节中的高效破乳脱水处理;强化装置内部的流场分布情况直接影响了装置的分离效率,但比较复杂,目前尚不明确;通过建立电场强化旋流分离装置模型,联合电场控制方程和乳化油液滴粒径控制方程,分别对5种不同强化电压条件下的装置内部流场进行了数值模拟;计算结果表明,当强化电压为11 kV时,装置内部混合流体切向速度的最大增幅为15%,轴向速度最大降幅为20%,底流管段的压力梯度得到明显增大,有效提高了装置分离效率,试验结果表明:建立的装置数值模型,能够合理揭示电场强化旋流离心分离装置内部复杂流场的分布规律。     

关于用稳恒电流场模拟静电场原因的探讨

从理论上分析说明了为什么要用和能用稳恒电流场来模拟静电场的原因，并对《大学物理实验教程》一书上有关这个实验的不足之处和经常出现的问题进行了补充说明和解释．     

载有稳恒电流导体内净电荷和导体内外电场分布

作者从运动电荷在磁场中受到洛仑兹力作用和能量守恒出发，阐明了载有稳恒电流的导体内部净电荷不为零和导体内，外部均存在电场强度的径向分量。