复旦 他得安 电磁场 4 静态场的应用.pdf

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1、复旦大学专业必修课电磁场与电磁波第四章静态场的应用第四章静态场的应用主要内容：电偏转和磁偏转的应用静电的应用静电屏蔽电子束的电场聚焦电磁场在医学上的应用4.1电偏转和磁偏转的应用1阴极射线示波管2016-04-203基本原理管体由玻璃制成，并被抽成高度真空；阴极被灯丝加热后发射电子，阳极与阴极间有几百伏的电位差，电子朝向阳极加速；阳极上有一个小孔允许极细的一束电子通过，这些被加速的电子将进入偏转区，在那里它们发生水平和垂直两个方向上的偏转；最后，这些电子轰击一个由能发射可见光的物质（碘）所覆盖的荧光屏的内表面，发出

2、可见光而生成图像。2016-04-2042喷墨打印机喷墨打印机(ink-jetprinter)是一种基于静电场偏转原理，可以提高打印速度，改善打印质量的打印机。2016-04-205基本原理在喷墨打印机内，以超声频率振动的喷嘴按一定间距喷出非常细微且大小一致的墨滴；这些墨滴在经过带电板间时，按照与要打印的字符成正比的方式获得电荷；由于两垂直偏转板间电位差一定，墨滴垂直方向位移与所带电荷量成正比；若不使墨滴带电荷，则得到字符间的空白（此时墨滴由储墨器收回）；在喷墨打印机中，打印头以恒速水平移动，达到每秒形成100个字符的速率。

3、2016-04-2063矿物的分选（1）利用电场分选静电分离2016-04-207静电偏转原理也被应用于矿业来分选带异种电荷的矿物。例如：在一台矿砂分选器中，硫酸盐矿砂含有硫酸盐岩石和石英。基本原理将其送入振动的进料器中。振动使得硫酸盐岩石微粒与石英颗粒发生摩擦；在摩擦过程中，石英颗粒得到正电荷，而硫酸盐颗粒得到负电荷；带异种电荷的微粒的分选由平行板电容器中的电场来完成。2016-04-208（2）利用磁场分选2016-04-209磁分离器（magneticseparator），是静磁场一个重要的应用，它是为分离磁性物质和非磁性

4、物质而设计的。基本原理磁性物质和非磁性物质的混合物在传输带上匀速传输。传输带绕过磁性滑轮，后者有铁壳和激励线圈组成，该激励线圈可产生磁场。非磁性物质立刻落入一个仓室内，而磁性物质被滑轮吸住直到传输带离开滑轮才落下来。因此，磁性物质绕着滑轮往前传送然后落入第二个仓室。2016-04-20104.2静电的应用1静电除尘以煤作燃料的工厂、电站，每天排出的烟气带走大量的煤粉，不仅浪费燃料，而且严重地污染环境。利用静电除尘可以消除烟气中的煤粉。2016-04-20静电除尘器的原理示意图11除尘器由金属管A和悬在管中的金属丝B组成，A接到

5、高压电源的正极，B接到高压电源的负极；它们之间有很强的电场，而且距B越近，场强越大。基本原理B附近的空气分子被强电场电离，成为电子和正离子；正离子被吸到B上，得到电子，又成为分子；电子在向着正极A运动的过程中，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电，吸附到正极A上，最后在重力的作用下落入下面的漏斗中；静电除尘用于粉尘较多的各种场所，除去有害的微粒，或者回收物资，如回收水泥粉尘。2016-04-20122静电的其它应用例如：静电喷漆，静电植绒，静电离子水除垢等。3静电的危害在造纸、制革、化纤、塑料、橡胶、印刷及粉体材料（例如炸药、面粉…

6、…等）的生产、加工、输运等工艺过程中，由于摩擦、分离会产生静电的积累，在液体（例如汽油、石油……等）、气体的灌注、喷射等过程中也会产生静电的积累。静电的电位一般是较高的，例如人在穿、脱衣服时，可产生一万多伏的电压（不过其总的能量是较小的）。2016-04-2013静电的危害：①使人体受电击；②影响产品质量；③引燃易燃易爆物质，引起爆炸和火灾，导致人员伤亡和财产损失。2016-04-20144静电屏蔽屏蔽静电场或变化缓慢的交变电场（例如工频电场，高压带电作业的均压服）(1)屏蔽体：良导体壳（金属板、网）(2)主动屏蔽：屏蔽干扰源，导体壳

7、接地。(3)被动屏蔽：屏蔽敏感设备，原理上导体壳可以不接地，实际上一般也接地。2016-04-20155电子束的电场聚焦电子束通过一个聚焦电场，在电场力的作用下，电子运动轨道改变而会合于一点；结果在荧光屏上得到一个又小又亮的光点；产生这个聚焦的静电场装置，在电子光学里称为静电电子透镜。2016-04-20164.3电磁场在医学上的应用诊断治疗电磁生物效应2016-04-20172016-04-20182016-04-2019美国GE公司LightSpeed16排多层螺旋CT美国GE公司Singna1.5TMR/iTM磁共振

8、成像仪数字化X线血管造影机2016-04-20202016-04-2021磁悬浮电磁污染磁悬浮的影响，取决于电场强度和磁感应强度两项指标。研究表明人体所处的磁场感应强度大小与健康密切相关。从1973年到1995年,瑞