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《放电方程式解》PPT课件本课件说明放电现象的原理、性质、机理、模拟计算及其在工业与科学PPT领域的应用电场与静电势能的基本概念电场静电势能磁场全空间中电场的定义和表示,电子离开导体表面,具有电位磁场的概念、性质、基本定律以及电场的基本特性能,这种电场离散分布,即静以及对带电粒子的作用电场电荷的守恒定律与高斯定律守恒定律高斯定律压电效应电荷的守恒定律和电流守对电学实际问题的求解,某些晶体和陶瓷材料在机恒原理,解释了电荷的来高斯定理使对分布的电荷械应力的作用下会产生电源、流动和去向和导体上的电荷分布的计势差,这种效应称为压电算变得容易效应电位与静电场的关系电位1电位是电场某点相对于某一确定参考点而确定的势能差,它与电量相关电势差2电势差是从某一点到另一点之间沿电场方向需要消耗的能量,它与电场强电荷分布3度相关静电场和电位能是通过电荷分布产生的,静电能在电荷间转化,静电场则是它们的运动状态库仑定律的表述与推导原理表述推导库仑定律是电荷产生的电场的两个点电荷间的相互作用力与推导了在电场中任一电荷的运规律和电荷间相互作用的定量它们间距离的平方成反比,与动方程,提出了电荷间的力与规律电荷的大小成正比静电学能的关系双极子与电势的计算一次电偶极子1电偶极子是两个大小相等、电偶极矩相等、方向相反的点电荷一次电偶极矩的大小和定义电势的计算2电荷与电偶极子在各点处沿直线到相应位置的电势,对这两种情况分别求算静电能3在一定区域内的一次偶极子较静止分布情况下势能的减少值,这种能量随两点间距离的r不同而改变放电现象的基本概念与分类分类电晕放电辉光放电电火花放电放电过程分为没有气体绕过导电物体高电压下,气体中电荷在介质中的锁电流流动、有电流时的局部放电现象,发生的带正、负离定释放,形成高温、流动和有瞬变进程通常发生在高电压子的电晕放电过程高压带电气体剧烈的放电过程电极的尖端或边缘范围广泛,常用于击穿介质的放电现附近灯具等象常用于点火、医疗等放电电路的基构成基础元件半导体器件附加元件电源、电容、电感、电阻和二集成电路、半导体二极管、三稳压器、限流器、滤波器、保极管等,使电路具有不同的性极管等,是现代电子学的基础护器等,对电路性能和系统的能可靠性有着非常重要的作用放电电路中电路元件的作用与分类电源1向电路中提供定值或可调宽范围的电压和电流的装置电容2在电路中存储电荷,作为隔直和隔交的设计元件电感3通常是一种线圈形件或带磁性的环形铁芯,阻碍变化的电路中电流变化的电阻4元件抵制电流流动的元件,是电路和系统中基本的阻抗元件放电特性与稳态分析电路特性研究稳态电路的计算放电电路的分析电路稳态分析的研究对象电路中的电位器、电容器、放电电路的计算与分析研是首先在不同状态下,不电感器等可以用来改变电究中常考虑的问题是工作同元器件的工作和交互作路性能,根据公式可以计电压和工作电流,电源合用对电流、电路的电压和算出电路的电流和电压适的电容器和电感器的选输出信号的影响择等瞬态分析与放电过程的模拟计算瞬态响应模拟计算数学分析电路中有许多瞬态响应,对传统方法是依据直接模拟方采用数学手段,通过解析方系统的稳态有很大的影响法和模型化方法的理论,采法进行约化,利用数值方法用学科专业软件实现系统的进行求解等逐步依赖计算机仿真计算,取得满意的优化的能力来实现效果放电电磁场特性的分析与计算基本原理电磁波谱电场强度以麦克斯韦方程组为基础进行不同频率带的电磁辐射波,根电场强度是用来衡量电场力大讨论,揭示出放电现象与电磁据波长分为无线电波、红外线、小的,它是在每个点处电场力场特性的基本关系可见光、紫外线、射线、射在质点上的大小变化率Xγ线等放电现象中的电子与离子碰撞基本原理电子撞击电离撞击123在少数带电凝聚体中,电子撞击在激发态试图电原子和离子在离子碰由于离子或电子间较近恢复基态时会向外发射撞中发生电离过程,电而受到库伦相互作用,一个光子,产生的波长离反应的产生和其动力发生碰撞对应激发态特征能级学机理的研究等离子体的基本概念与性质等离子体概述等离子体的性质气态等离子体等离子体是第四状态的物质,具有电中性、电磁性等几个特气态等离子体与热力学上的等是除固体、液体、气体以外的点,以及在强磁场、电场作用离子类似,但温度和电子数密物态或物质状态下的一些特殊性质度很高放电等离子体的动力学方程等离子体演化方程非线性方程课题动态以布格斯库恩方程组为代表,等离子体演化方程包含多种当前研究的方向是求解等离-描述了等离子体在强磁场、非线性项,其解必须采用数子体动力学方程的高精度数电场作用下的演化过程值方法求解,具有挑战性值计算,并将其应用于等离子体的控制和应用技术中正负向电晕发生的机理正向电晕负向电晕应用及未来正电子向导体表面运动,负电子向导体表面运动,正负向电晕主要应用于过在表面末端形成一个大的也可形成一个大的电子云,电压、降压、起弧、指示、电子云,若表面的电场强它能稳定且定向输出带负消毒灭菌等,在电气化、度过大,电子大量穿过云电荷的气体中子污染净化方面有很大的潜而被稳定输出力电晕放电中的辐射与电磁波辐射特性1国内外对电晕放电辐射的基本特性研究初步认识,并得到了广泛的应用和发展辐照信号处理2电晕放电的辐照信号采集、分析与处理,发展了一批有效的测量方法和装置电磁波特性3电晕放电电磁波具有复杂的频谱特性,可能出现脉冲、多谐波等复合波形空气放电机理与过程分析闪电放电放电过程空气成分与条件空气放电是一种极为复杂的现放电过程以云与地面间、云与放电和电气现象的程度受空气象,最具代表性的是闪电放电云间、云内及空气中空腔内等的成分和条件影响,包括空气为主中的氧气、氮气等混合气体及空气压强、温度等介电材料放电现象与特性基本原理1介电材料在电场作用下会发生介质击穿的现象,使介质内局部放电介质破坏2介质击穿时会引起其电学、热学和化学特性的变化,影响介电体材料性能和损坏程度,导致机电设备短路和火灾事故介电强度3掌握介电强度的测量方法和技术手段,可以提高绝缘材料的设计水平和性能优化,提高电气控制和保护的可靠性气体放电机理与实验室模拟物理过程实验室仿真学科前沿气体放电物理过程的本质是气体放电在实验室进行模拟气体放电研究是电气工程的由电子加速、电子碰撞、正和模拟计算,利用数值模拟基础性研究,对纯物理学、离子形成和流动个体及电磁方法计算得到气体放电特性化学、材料科学等学科发展效应等曲线和放电等离子体中的参和交叉产生了积极的推动作量用放电技术在工业与科学领域的应用应用领域科学研究电气工程放电技术在航空、电力、石化、应用于气象、天文、轻核物理、在电气工程领域,利用放电特交通、农业、医疗、通讯等行大气物理和发展和设计各种飞性进行了火花熔断、火花塞点业得到广泛应用行器的速度自增、控制和制导火和电容、电感放电电路等应等用。