电磁场与电磁波实验 01 - | 位移电流测量及电磁场与电磁波的存在实验

Posted 2021-07-14 Neutionwei

一、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

二、预习要求

1、什么是法拉第电磁感应定律？

2、半波振子天线的原理。

三、实验仪器

HD-CB-V电磁场电磁波数字智能实训平台：       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

（此图可用实验实际操作中所拍摄照片代替）

四、实验原理

随时间变化的电场要在空间产生磁场，同样，随时间变化的磁场也要在空间产生电场。电场和磁场构成了统一的电磁场的两个不可分割的部分。能够辐射电磁波的装置称为天线，用功率信号发生器作为发射源，通过发射天线产生电磁波。如果将另一副天线置于电磁波中，就能在天线体上感生高频电流，我们可以称之为接收天线，接收天线离发射天线越近，电磁波功率越强，感应电动势越大。如果用小功率的白炽灯泡接入天线馈电点，能量足够时就可使白炽灯发光。接收天线和白炽灯构成一个完整的电磁感应装置。 当越靠近发射天线，灯泡被点的越亮。越远离天线，灯泡越暗。

五、实验步骤

（一）装置白炽灯泡

1、用SMA电缆连接“输出口3”和极化天线（可先选择A端口垂直极化），将电磁波信号输送到极化天线上发射出去。

2、按下机器供电开关，机器工作正常，按下“发射开关”，绿色发射指示灯亮，说明发射正常。

3、半波天线的长度计算方法（也可由液晶界面直接显示）：已知电磁波发射源的频率F,求得波长：

半波天线长L=0.165m，则两端子分别均为0.165/2=8.25cm。

4、用金属丝（铜丝）制作典型的半波天线，安装于感应灯板两端，竖直固定到测试支架上，将滑块移动置极化天线端（最左端）归零，此时液晶显示读数0.00。调节测试支架滑块到离发射天线40cm左右，按下“发射开关”，白炽灯被点亮。

5、开始移动测试支架滑块（向靠近极化天线方向移动），直到小灯刚刚发光时，直接在显示器上读取滑块与发射天线的距离并记录。

6、改变天线振子的长度，重复上面过程，观察记录实验现象，记录数据，运用电磁场相关专业知识，分析总结得出天线长度与灯泡亮暗的关系。

7、采用半波振子天线，改变滑块与发射天线的距离，重复上面过程，观察记录实验现象，记录数据，运用电磁场相关专业知识，总结得出距离与灯泡亮暗的关系。 

（二）装置检波二极管

1、将感应板换成检波装置，（灯泡变成了检波二极管）。置于旋转支架上。

2、用铜丝制作典型的半波天线，安装于检波板两端，竖直固定到测试支架上，将滑块移动置极化天线端（最左端）归零，此时液晶显示读数0.00。调节测试支架滑块到离发射天线 40cm左右，通过SMA连接线将检波电流送至“感应电流输入”端口，同时将主机后开关切换至“DC TEST”。按下“发射开关”，记录数显微安表的数值。

3、慢慢向极化天线方向移动，记录下距离数值及微安表电流大小，观察实验现象。

4、在适当位置固定接受天线，改变发射电磁波频率，每增减15MHZ，记录微安表对应电流数值，观察实验现象。

六、注意事项

1、按下机器供电开关，机器工作正常，按下“发射开关”，发射指示灯亮，说明发射正常。

2、滑动感应器及反射板应缓慢，切忌过快影响实验效果和读数。

3、测试感应器时，不能将感应灯靠近发射天线的距离太近，否则会烧毁感应灯。（置于 15cm 以外，或视感应灯亮度而定）

4、尽量减少按下发射按钮的时间，以免影响其它小组的测试准确性。

5、测试时尽量避免人员走动，以免人体反射影响测试结果。