电磁场与电磁波实验报告

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1、广东第二师范学院学生实验报告一院系名称班级姓名专业名称电子信息学号实验课程名称电磁场与电磁波实验实验项目名称电磁感应定律的验证实验时间实验地点实验成绩指导教师签名实验报告内容包含：实验目的、实验仪器、实验原理，实验内容、实验步骤、实验数据整理与归纳（数据、图表、计算等）、实验结果分析、实验思考题、实验心得。【实验目的】1、通过电磁感应装置的设计，了解麦克斯韦电磁感应定律的内容2、了解半波天线感应器的原理及设计方法3、天线长短与电磁波波长的接收匹配关系【实验仪器】实验仪器名称实验仪器数量HD-CB-V电磁场电磁波数字智

2、能实训平台1套电磁波传输电缆1套平板极化天线1副半波振子天线1副感应灯泡1个【实验原理】麦克斯韦电磁理论经验定律包括：静电学的库仑定律，涉及磁性的定律，关于电流的磁性的安培定律，法拉第电磁感应定律。麦克斯韦把这四个定律予以综合，导出麦克斯韦方程，该方程组系统而完整地概括了电磁场的基本规律，并预言了电磁波的存在。麦克斯韦提出的涡旋电场和位移电流假说的核心思想是：变化的磁场可以激发涡旋电场，变化的电场可以激发涡旋磁场；电场和磁场不是彼此孤立的，它们相互联系、相互激发组成一个统一的电磁场。下面我们通过制作感应天线体，来验证

3、电磁场的存在。如图示：电偶极子是一种基本的辐射单元，它是一段长度远小于波长的直线电流元，线上的电流均匀同相，一个作时谐振荡的电流元可以辐射电磁波，故又称为元天线，元天线是最基本的天线。电磁感应装置的接收天线可采用多种天线形式，相对而言性能优良，但又容易制作，成本低廉的有半波天线、环形天线、螺旋天3线等。本实验重点介绍其中的一种半波天线。半波天线又称半波振子，是对称天线的一种最简单的模式。对称天线（或称对称振子）可以看成是由一段末端开路的双线传输线形成的。这种天线是最通用的天线型式之一，又称为偶极子天线。而半波天线是对

4、称天线中应用最为广泛的一种天线，它具有结构简单和馈电方便等优点。半波振子因其一臂长度为λ/4，全长为半波长而得名。其辐射场可由两根单线驻波天线的辐射场相加得到，于是可得半波振子（L=λ/4）的远区场强有以下关系式：│E│=[60Imcos(πcosθ/2)]/R。sinθ=[60Im/R。]│f(θ)│式中，f(θ)为方向函数。对称振子归一化方向函数为│F(θ)│=│f(θ)│/fmax=

5、cos(πcosθ/2)/sinθ

6、其中fmax是f(θ)的最大值。由上式可画出半波振子的方向图如下:半波振子方向函数与ψ无关，

7、故在H面上的方向图是以振子为中心的一个圆，即为全方性的方向图。在E面的方向图为8字形，最大辐射方向为θ=π/2，且只要一臂长度不超过0.625λ，辐射的最大值始终在θ=π/2方向上；若继续增大L，辐射的最大方向将偏离θ=π/2方向。【实验内容】（一）测量电磁波发射频率（二）制作半波振子天线3（三）验证麦克斯韦电磁理论，电磁场的存在【实验步骤】（一）测量电磁波发射频率1、用N型电缆直接将“输出口2”连接至“功率频率检测口”。2、在液晶界面上同时显示出发射功率及频率。3、已知电磁波发射源的频率F,求得波长：λ=V光/F，

8、比如，电磁波发射源频率为900MHz,则：λ=V光/F=3*108/900*106=0.33m.半波天线长L=0.165m则两端子分别均为0.165/2=8.25cm4，电磁波波长也可由液晶界面波长计算公式直接计算得出。（二）制作半波振子天线1、剪下一段铜丝，按计算得到尺寸剪下2段铜丝。2、将铜丝末端漆刮掉，保持良好导电。3、将天线安装到转盘上，这时就完成了半波天线的制作。4、其他天线方法同上。（三）验证麦克斯韦电磁理论，电磁场的存在1、将“输出口3”与极化天线通过SMA电缆相连，按下发射开关，电磁波经传输电缆，经天

9、线发射后在空中传输2、灯泡被点亮，验证了电磁场的存在。【实验数据整理与归纳】（数据、图表、计算等）灯泡被点亮，验证了电磁场的存在。【实验结果分析】灯泡被点亮，说明发射的电磁波可被接收并转换成电能，使灯泡发光。【实验思考题】半波天线不对称对实验结果有影响吗？【实验心得】当一个量与两个或两个以上物理量有关系时，必须运用控制变量法。所以我们在实验中一定要控制好变量。3广东第二师范学院学生实验报告三院系名称班级姓名专业名称电子信息学号实验课程名称电磁场与电磁波实验实验项目名称电磁场中位移电流的测试与计算实验时间实验地点实验成

10、绩指导教师签名实验报告内容包含：实验目的、实验仪器、实验原理，实验内容、实验步骤、实验数据整理与归纳（数据、图表、计算等）、实验结果分析、实验思考题、实验心得。【实验目的】1、认识时变电磁场，理解电磁感应的原理和作用2、理解电磁波辐射原理3、了解位移电流的概念【实验仪器】实验仪器名称实验仪器数量HD-CB-V电磁场电磁波数字智能实训平台1套电磁