第一篇 电磁学原理

1、什么是电荷？

电是实物的一种属性。古代就已观察到“摩擦起电”现象，并认识到电有正负两种，同种相斥，异种相吸。当时因不明了电的本质，认为电是附着在物体上的，因而称它为电荷，并把显示出这种斥力或吸力的物体称为带电体。习惯上有时也把带电体本身简称为电荷(如运动电荷、自由电荷等)。通过摩擦或静电感应方法之所以会使宏观物体显示出带电性质，是由于各种宏观物体都是由原子(或分子)组成的，而原子是由带负电荷的电子和带正电荷的质子与不带电荷的中子组成的原子核所构成的。电荷是带电基本粒子的内在特性之一。

2、什么是电场？

电场是传递电荷与电荷间相互作用的物理场。电荷周围总有电场存在；同时电场对场中其他电荷又有力的作用。任何带电体的周围空间中都存在着由电荷激发产生的电场。带电体上的电荷分布如果是不随时间变化的静止电荷，其周围空间中的电场分布也是不随时间变化的电场，称为静电场。电场分布随时间作周期性变化的电场，称为交变电场。

3、什么是电场强度？

电场强度表示电场强弱和方向的物理量。电场强度是矢量，和距离的平方成反比，随着距离的增加，电场强度衰减得很快。

4、什么是磁场?

磁场是传递运动电荷或电流之间相互作用的物理场，由运动电荷或电流产生，同时对场中其他运动电荷或电流发生力的作用。运动电荷或电流之间的相互作用是通过磁场和电场来传递的。

5、什么是磁场强度？

磁场强度是表示磁场方向和强弱的矢量。由于磁场是电流或运动电荷引起的，而磁介质在磁场中发生的磁化对磁场也有影响，因此磁场强度有两种表示法：

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??磁感应强度矢量B和磁场强度矢量H表示。磁感应强度的单位为高斯(G)，国际

单位为特斯拉(T，1T=10000G)。磁场强度的电磁单位为安培/米(A/m)。

6、什么是电磁感应？

电磁感应是指通过闭合回路面的磁通量发生变化而产生电动势的现象。这样 产生的电动势，称为“感生电动势”。发电机就是根据电磁感应原理来产生电能的。

7、什么是电磁场？

静止电荷在其周围空间产生电场，运动电荷(电流)在其周围空间同时产生磁场。当频率很低时，电场和磁场是相互独立的，彼此没有联系。当频率很高时，变化的电场与磁场可以相互转换且存在定量的波阻抗关系，而且可以脱离电荷或电流以波的形式向空间传播电磁能量。所以，在高频情况下，电场和磁场是相互依存、相互转化的，这种情况下的电场和磁场统称为电磁场。

8、什么是电磁场强度？

电磁波的电场和磁场都与传播方向垂直，电场和磁场互相垂直，并且同相位。电磁波可以脱离电荷或电流以波的形式向空间传播电磁能量。电磁波在空间中传

?播的能流密度由矢量S来描述，国际单位是瓦/平方米(W/m2)。

9、什么是工频电场？

电力系统的电源工作频率(简称工频)为50Hz(或60Hz)，属于极低频(0～300Hz)范围。工频电场就是频率是50 Hz(或60 Hz)的电场。当电气设备接通市电时，其周围空间就形成了工频电场。

10、什么是工频磁场？

工频磁场就是频率是50 Hz(或60 Hz)的磁场。电气设备接通市电并工作时，其电流便在周围空间产生工频磁场。

11、什么是电磁屏蔽？

为了避免外界电磁场对电或非电设备的影响，或者为了避免设备的电磁场对

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外界的影响，需要把这些设备放在封闭或近乎封闭的导电材料(软磁金属材料更佳)制成的外壳内，这种措施称为“电磁屏蔽”。日常生活中，在钢筋混凝土的大楼内或电梯轿箱内，有时手机信号比较弱，就是因为钢筋或电梯的金属轿箱体屏蔽了手机信号。因此，某些大楼内部布设了移动通信室内覆盖天线。

第二篇 环境中的电场、磁场、电磁场

12、自然界存在电场吗？

卫星观测表明，在地球空域的对流层中，平均每24小时约有八百万次雷电现象，而向太空放电的雷闪，即“高空闪电”，每24小时将近十万次。这些大规模的放电现象是正电场和负电场之间的绝缘层被电势击穿，同时产生的声光现象。许多雷雨云中的电场强度在10万—40万V/m之间。由此可见，自然界存在电场并且与我们的生活息息相关。

13、自然界存在磁场吗？

自然界中的磁场是广泛存在的，地球，恒星(如太阳)，星系(如银河系)，行星、卫星，以及星际空间和星系际空间，都存在着磁场。众所周知，在地球上任何地方放一个小磁针，让其自由旋转，当其静止时，磁针的N极总指向地理北极，这是由于地球周围存在着磁场，称为地磁场。地磁场有大小和方向。地表的磁场大约为0.5高斯(G)。

14、自然界存在电磁场吗？

自然界的电磁场来自于地球的热辐射、太阳热辐射、宇宙射线、雷电等，是由自然界某些自然现象所引起的。由于自然界发生某些变化，常常在大气层中引起电荷的电离，发生电荷的积累，当达到一定程度后引起火花放电。火花放电频带极宽，可从几千赫兹到几百兆赫兹。另外火山喷发、地震和太阳黑子活动都会 产生电磁场。在太阳黑子活跃期，其产生的电磁场可导致地球上无线电通信中断。

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15、人为的电场、磁场、电磁场是如何产生的？

人为的电场、磁场、电磁场是由电磁设备产生的。变电站和高压输电线路会在其周围产生工频电场与磁场。其它的人工电磁源主要包括：雷达、电视广播发送机、信息技术设备、医疗设备等。

16、家用电器会产生电磁场吗？

各种家用电器——电视机、空调器、电冰箱、电风扇、洗衣机、组合音响、家用电脑、家庭影院在使用过程中会产生频率和大小不等的电磁场。

17、我们有可能远离电磁场吗？

不可能。在人类认识和利用电磁现象之前，基本生活在自然界产生的电磁场之中，包括地球自身的大地电场、大地磁场、大地与云层之间和云层之间由于闪电产生的雷电电磁场以及来自太阳和其他星球的电磁场。认识电磁现象之后，电磁原理的应用为人类社会创造了巨大的物质文明，同时也把人类带进了一个充满人造电磁场的环境之中。

18、什么叫电磁环境背景值？

电磁环境背景值亦称自然本底值，它反映自然环境的原始状态下的电磁场强度。目前，在全球人为电磁源日益增多的今天，要寻找绝对没有人为产生的电磁场的区域是非常难做到的。因此，环境背景值实际上只是一个相对的概念。

19、电磁环境背景值是如何获得的？

电磁辐射环境背景监测点主要设置在地形较开阔的绿地内。上海市目前设置了8个监测点，分别是上海动物园、浦东世纪公园、龙华烈士陵园、共青森林公园、嘉定孔庙、奉贤古华园、陆家嘴中心花园和人民公园。测量项目为综合电场强度、工频电场强度和工频磁感应强度。

20、为什么要在公园的草坪上测量电磁环境背景值？

测点应避开高层建筑物、树木、金属结构以及高压线等明显的用电设备，尽量选择空旷地方。在城市里，公园里的草坪相对来说比较开阔，且位置较稳定，

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