电与磁篇1
一、吸铁石与磁控
有一次，我用电子积木拼了一台电扇。后来，我把电键换成了干簧管，拿起磁铁靠近干簧管。当磁铁接近干簧管时，电扇便开始转动；再离远一点，电扇停了；再靠近，电扇又转起来。哈哈！电扇成了磁控电扇。我觉得很有趣又迷惑不解，立即将指导手册翻到“原理解释”这一页。原来，干簧管在磁铁的引力下，可以当开关用。干簧管是一个密封的玻璃管，内有两块互不相连的铁片。当磁铁靠近干簧管时，铁片被磁化，两块铁片就吸合在一起，电路接通，让电流通过，所以干簧管可作为磁性开关使用。
二、电动机与磁力
飞碟游戏也挺有趣。飞碟底端安装着一个小电动机，接通电源，电动机立刻转动起来，带动飞碟旋转。电动玩具汽车里也安装了电动机。电动机为什么能够转动呢？原来电动机里有磁铁和线圈，转动电动机的小轴时，磁铁和线圈发生相对运动，线圈里的磁场会发生变化，产生磁力；同时在线圈内产生微小的电流，利用这个微小的电流能够带动小轴连续不断地转动，不停地产生磁力，电动机就不停地工作。
三、磁场与喇叭
自从有了电子积木，我们家就热闹极了。时而上演太空大战，时而警铃大作，一会儿消防车来了，一会儿炮声隆隆。原来设计师把事先录制好的太空大战声、警车声、消防车声、机关枪声、坦克声、音乐等几种声音储存到集成电路内，并封装好，只需要外接电池、导线、喇叭和开关就能将声音播放出来。生产电子积木的叔叔阿姨们真是聪明！
那么，喇叭是怎么回事呢？我逐一将喇叭换成了发动机、电容器、导线等，都没播放出任何声音来。为什么播放声音就必须使用喇叭？妈妈告诉我，没有它，就不能将电信号转换成声音信号。喇叭又叫扬声器，是一种典型的将电信号转换为声音信号的换能元件。当有电流通过喇叭内部的小线圈时，小线圈产生随音频电流而变化的磁场。这一变化磁场与永久磁铁的磁场产生相吸和相斥作用，导致小线圈产生机械振动并且带动纸盆振动，从而发出声音。
四、进入电力时代
《中国少年科学》向我解释了许多电和磁的现象，带我走入了一个神奇的电力时代。
1820年丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应。在这之前，人们一直认为电和磁毫无关系而分别研究。奥斯特的发现开创了电磁学的新时代，在后来的一段很短时间内，大量的电与磁的新奇现象发现了，一系列重要的电磁规律找到了，应用广泛的电磁铁出现了。
既然电可以产生磁，磁可不可以产生电？1822年，31岁的英国物理学家法拉第开始了把磁转换成电的实验。经过10年的不懈努力和探索，法拉第终于发现了磁铁同导线相对运动时，导线中有电流产生。法拉第的发现，为电磁学奠定了基础。就在发现电磁感应现象后几天，法拉第就制作出一台直流发电机，他的发现为人类开辟了一种新的能源，电力时代的大门由此开启。工厂里的各种机床，灌溉农田用的水泵，海洋上游戈的轮船，家庭中使用的洗衣机、电风扇都因为动力而有了生命。
五、生活中离不开“磁”
说到电，我们都很熟悉，因为生活离不开电。但说到磁，我们就要陌生一些。其实，在我们家里，录音磁带、磁盘、收音机、电视机、电话和电冰箱里都有磁性材料。还有，电磁悬浮列车也是利用磁铁“同性相斥，异性相吸”的原理使车辆浮在轨道上方，减少摩擦力来提高速度的。医院里的磁疗仪和磁共振断层扫描仪用上了磁性材料。工业更是离不开磁性材料，如发动机、发电机、变压器、电表等。军事上，磁性水雷、地雷、电磁炮也都含有磁性材料。
刚才说的，都是含磁性材料的物品。那看不见、摸不着的电磁波，更是时时围绕在我们身边，如无线电报、电视广播、有线电视、雷达、移动通信、卫星通信、遥感、遥控等。有一次，我按照图示拼装了一台收音机，展开天线，打开开关，收音机立刻播放出了悠扬的音乐节目，收音机收到的声音是由电台通过电磁波送来的。除了这些信息领域应用外，在能源、材料、医学、交通、制造、环保以及基础科学研究等方面，电磁波也有很多应用。
电与磁篇2
一、磁电机的组成
磁电机由磁铁转子、导磁架、线包和软铁芯、电容器、断电器、分电器和壳体组成。如图1所示。
二、磁电机的工作原理
磁电机产生高压电是分两步进行的。第一步是产生低压电，即改变穿过初级线圈的磁通而使初级线圈感应出低压电，称为初级电势;第二步是把低压电变成高压电，即在适当的时机断开低压电路，使初级线圈的感应电流和伴随感应电流而产生的感应电磁场迅速消失，使铁芯磁通发生剧烈的变化，从而使次级线圈感应而产生高压电。
三、低压电如何变高压电
初级线圈感应电磁通的变化固然可以使次级线圈产生感应电势，但由于磁通的变化率较小，次级线圈的感应电势不高，不足以使电嘴产生电火花。因此，就要采用在适当瞬时断开电路的方法，即在初级线圈感应电流最大的时刻即感应电磁通达到最大值的时刻断电，能最大限度地提高次级线圈的感应电势。从而能产生15000V-20000V的高压电，保证电嘴处能击穿空气隙而形成电火花。
断电的任务由磁电机的断电器来完成。
四、电容器的工作
在低压电路断电时，初级线圈自己也会产生相当高的自感电势，300V-500V，且触头间的间隙很小，很容易产生较强烈的电火花。
会导致：
1.烧坏触头;
2.断电时电流不能立即中断而仍按原来的方向流动，因而初级线圈的感应电磁通的变化率减小，会削弱次级线圈的感应电势。
为了尽可能的消除在断电时初级线圈自感应电势所造成的不良后果，在磁电机的低压电路上安装电容器。电容器与断电器触头并联，一端与初级线圈连接，另一端与磁电机壳体搭铁。
安装电容器后，当触头刚刚分离时，可向电容器充电，就不足以产生火花;当电容器电压升高以后，触头间的间隙也变大，火花则大为减弱;火花的减弱，意味着电流迅速消失，因而铁芯磁通变化率增大，次级感应电势也就提高了。
电容器可以减弱电火花，但不能根本消除。因此还需时常注意触头的烧伤程度，定期进行擦拭。
五、磁电机开关
磁电机开关用来控制磁电机的工作。
磁电机开关的工作情况如下（a/B型机相同）：
1.磁电机开关在“oFF”位时，左、右磁电机的电容线通过磁电机开关接地，左、右磁电机均不工作;
2.磁电机开关在“L”（左磁）位时，左磁电机电容线与地断开，左磁正常工作，此时右磁不工作;
3.磁电机开关在“R”（右磁）位时，右磁电机电容线与地断开，右磁正常工作，此时左磁不工作;
4.磁电机开关在“BotH”（双磁）位时，左、右磁电机的电容线均与地断开，左、右磁电机正常工作;
5.磁电机开关在“StaRt”（起动）位时，起动继电器吸合，起动机工作;此时左右磁电机相当于开关位于双磁位时的状况，均正常工作。
六、磁电机电子线路常见故障
1.电容线在接线片根部断，此时该磁电机无法关闭，现象为试车检查时，该磁电机不掉转。
2.误将屏蔽线或滑油温度接地线接到磁电机的电容线上，此时，该磁电机不工作。
3.电容线与屏蔽线短路，此时，该磁电机不工作。
电与磁篇3
关键词：电磁场与电磁波；教学改革；科研促教学
作者简介：马凤英（1975-），女，河南濮阳人，郑州大学物理工程学院，副教授。（河南郑州450001）
基金项目：本文系国家自然科学基金（项目编号：60907046）、河南省教育厅自然科学研究计划项目（项目编号：2009a140008）、郑州市科技局项目（项目编号：121pptGG360-7）的研究成果。
中图分类号：G642文献标识码：a文章编号：1007-0079（2013）36-0099-02
“电磁场与电磁波”是郑州大学（以下简称“我校”）电子信息类、通信工程、电子科学与技术、电气工程及自动化等专业学生必修的一门重要专业基础课，主要研究电磁场的基本属性及其运动规律、波与物质相互作用及信息的提取、电磁场系统的计算方法及仿真技术和工程技术应用中的电磁理论问题等。它和电磁干扰与电磁兼容、射频及高速电路设计与开发等课题紧密联系，是一些交叉领域的学科生长点和新兴边缘学科发展的基础。同时，电磁场与电磁波作为能量的一种形式、信息传输的载体和探测未知世界的一种重要手段，在通信、雷达、医疗保健、导航、军事、能源和环境检测等领域中得到了广泛的应用。但是由于电磁场与电磁波概念抽象、理论深奥、应用数学知识多、分析推导繁琐等，使该课程历来被认为是教师难教、学生难学的课程之一，甚至有学生私下里称电磁场这门课为“火葬场”。随着“宽口径、轻专业、重基础”本科培养理念的出现，各高校开设基础课程门类增多，我校自2009年来将该课程的课时数由64学时减少为48学时。这样一来，要在教学计划学时内完成教学内容，每节课的上课内容就会增加，满堂灌的教学方式势必会导致学生疲倦，不利于学生自主学习能力和自我发展能力的培养。另外，针对我校光学、光学工程硕士专业方向和电子科学与技术、电子信息科学与技术两个本科专业就业的需要，对教学内容需进行适当调整。因此，为了适应这种情况，对于课程讲授内容适当增减，教材的重新选择及教学方法的改革势在必行。
一、教学内容的改革
新的教学计划修订之前，这门课采用的教材是马海武教授编写的《电磁场理论》，该书基础性较强，偏重于理论，教授这门课的老师也是我校物理专业的教师。而电子信息、电子科学与技术这两个专业毕业生，无论深造还是就业，均偏重于电磁场的应用——解决工程类电磁场问题。因此，教学计划修订后，这两个专业的教材换为谢处方、饶克谨教授编写的《电磁场与电磁波》。教学内容上也进行适当优化，比如大学物理中电磁学部分已经对真空和介质中的静态场以及电磁感应现象和位移电流假设进行了详细的讲解，也简单介绍了麦克斯韦方程组。在教授“电磁场与电磁波”这门课时对静态场的特性和分析就可以用较少的学时，以学生为中心，多以提问的形式进行讲授。而对时变电磁场的分析方法、电磁波的反射与透射以及波导与谐振腔相关章节的讲授就要用较多的学时。另外在讲授这部分内容时要增加一些工程实例，加深学生对知识的理解并提高应用能力。如在讲授“均匀平面波对多层介质分界面的垂直入射”时，引入滤光片、介质高反膜和增透膜的设计原理及应用，使学生对课程的背景、研究领域、主要技术、发展方向有大致的了解，培养学生在此领域的兴趣和深入研究的愿望。
二、教学方法与教学手段的改革
1.将科研课题引入课堂教学，提高学生对基础研究的兴趣和关注
早在2005年教育部的教高[2005]001号文中就强调“积极推动研究性教学，提高大学生创新能力”。探索性是本科研究性教学的主要特征之一，不但要传授知识，还要培养学生探求未知的能力。因此，高校教师不但要讲好书本知识，还要做好科研，大量查阅文献资料，实时关注本专业方向的最新发展动态，有针对性由浅入深地将最新科研成果引入到教学中以激发学生的求知欲，使学生主动参与到科研中来。例如笔者结合研究方向微腔器件与物理，在讲解“均匀平面波反射与透射”时，只带领学生推导导电媒质分界面的垂直入射，根据电磁边界条件得出分界面上电场振幅反射和透射系数，强调入射介质中的电场为入射波和反射波的叠加，把具体的科研问题——平面微腔器件结构设计引入课堂教学。平面微腔是典型的集成光电子器件，而光电子集成又是信息技术的发展新方向。平面微腔（尤其是光学微腔）结构设计中，比较重要的一个参数是有效腔长的确定。有效腔长的大小不但包括两反射镜之间的光学距离，还应包含两端反射镜的相位穿透深度。以电磁波在介质/金属界面反射为例，让学生了解相位穿透深度的概念。
介质/金属界面的反射系数为。其中和分别为入射和出射介质（金属）的波阻抗，其中为复数。因此，为复数。一般金属反射镜的反射率接近于1，即，为界面上反射波相对入射波的位相延迟。
假定入射电场为，经界面反射后入
射介质中的合成电场为，
即合成电场为行驻波场。
当时，合成电场取最大值；当时，合成电场取最小值。
驻波比，由于接近于1，因此驻波比接近无穷大，即入射介质中的电场接近于驻波场。不同于理想介质/理想金属界面，此时界面处并不是驻波的波节，其波节位置由合成电场取最小值时所对应的z值确定，如图1所示。
取n=-1，所对应z值即为金属的相位穿透深度（如图1标注）。
2.多媒体与传统板书相结合的教学手段
多媒体教学相对于传统板书教学具有自身的优越性，它可以在文字、图形的基础上增加图像、动画、声音、影像等，将传统教学手段很难表达的教学内容或无法观察到的现象利用视觉和听觉的形式展现出来，使抽象复杂的问题简单化，枯燥难懂的知识形象化。比如在分析波从波密媒质到波疏媒质传播且入射角大于临界角时透射电场的分布时，如果仅从公式推导得出透射电场的形式，学生很难直观地理解透射波的传播情况。此时就可以通过matLaB编程来再现透射电场，学生就能够直观地看到透射波（表面波）沿分界面传播但其振幅在垂直于分界面方向上按指数规律的衰减情况。这时告诉学生表面波的等幅面和等相面垂直为非均匀波，学生就会产生深刻的理解。多媒体授课可以提高课堂教学效果，提升教学质量，但并不是所有的课程都适用多媒体教学。比如电磁场这门课有很多公式推导，如果一味地依赖多媒体就会造成讲课节奏过快，学生理解消化时间减少，反而不利于课堂教学效果的提高。因此，这门课程适合采取多媒体和传统板书相结合的方式进行授课。
3.尝试开设相关实验
“电磁场与电磁波”作为工科电类专业的技术基础课，具有理论性强、概念抽象、数学基础要求高等特点。要想提高教学效果，应设法使复杂的问题简单化，抽象的概念形象化。目前开设的课堂演示实验有：电（磁）介质的极化（磁化）、均匀平面波在非导电媒质和导电媒质中的传播、波的极化、均匀平面波在理想介质（导体）界面上的反/透射及表面波等。为了进一步提高学生的动手能力，使他们在实验中验证所学理论，笔者正计划开设实验课，实验内容初步定为：电磁信号的波速、波长和相位常数的测量；电磁波的极化；电压驻波比测量；电磁波的反射与透射；电磁场与电磁波的计算机仿真等。通过实验教学环节，从测量基本参量入手，利用专业测量仪器研究波的传播、极化等特性。
4.设置合理的考评机制
课程的考核是督促学生学习、检验教学效果的重要手段，其最终目的是使学生更好地掌握专业基础知识和相关研究领域的应用。这门课的成绩取决于学生的综合表现，包括学生平时出勤情况、作业完成情况、课堂与老师的互动情况以及期末考试成绩。每个学期会不定期抽查学生出勤情况，出勤成绩占总成绩的20%。另外，平时作业占总成绩的20%，期末考卷成绩占总成绩的60%。课后习题让学生自己在课下练习，而需要交的作业是结合具体工程实例的设计或者论述题，没有具体的参考答案，避免出现敷衍、互相抄袭的现象。此外，根据学生平时课堂发言以及与老师互动情况，还设立奖励分，最高10分，这部分直接计入总成绩。
5.不断提高自身素质和教学水平
教学活动中，教师首先要尊重学生，热爱学生，以学生为中心开展教学工作。课堂上要保持热情，每次上课之前都要抽出几分钟把上节课的主要知识点回顾一下，让学生轻松过渡到教师接下来要讲授的内容。课上列出纲领和精华部分，对有些问题给出思路，然后结合具体的科研和工程问题，让学生掌握更多新的知识和科研前沿。穿插一些有关人生的感悟和思考，让学生在轻松的气氛里学习，培养积极向上的人生观。除了以满腔的热情对待事业和学生外，教师还要自觉高标准地塑造自身的人格，才能以自身健康的人格培养学生的人格。在教学中还要不断充实自己，完善教学资料，跟踪最新的教学和科研成果，积极参加高等学校电路和信号系统、电磁场教学与教材研究会，跟兄弟院校电磁场教师进行交流，不断提高教学水平。
三、总结
针对我校光学、光学工程硕士专业方向和电子科学与技术、电子信息科学与技术两个本科专业就业的需要，以及目前“电磁场与电磁波”课时大幅缩减的教学现状，提出了从教学内容、科研促教学到教学手段、实践教学等一系列的改革思路，目前已取得了初步成效。下一步的目标是增加课外实验内容，通过实验验证并巩固所学理论知识，激发学生的学习兴趣，进一步增强学生的创新能力。
参考文献：
[1]谢处方，饶克谨.电磁场与电磁波[m].北京：高等教育出版社，
1999.
[2]刘万强，孙贤明，王海华.电磁场与电磁波实验教学的探索与实践[J].大学物理，2012，（12）.
[3]田雨波，张贞凯.“电磁场理论”教学改革初探[J].电气电子学报，2008，（1）.
[4]中国高等教育学会.改革开放30年中国高等教育发展经验专题研究[m].北京：教育科学出版社，2008.
[5]赵晓霞.大学本科研究性学习的特征[J].现代大学教育，2006，
（5）.
[6]李阳，梁蕊.循环系统的多媒体课件设计及教学应用体会[J].当代医学，2011，（10）.
电与磁篇4
关键词：环境污染；污染防治；电磁辐射；电磁环境监测
abstract:theelectromagneticradiationpollutiondirectlyinfluencestheenvironmentandhumanhealth.thispaperanalysesthestatuscharacteristicsoftheelectromagneticradiationpollutionandpollutioninChinaofelectromagneticradiation,andclassificationandharmofelectromagneticradiationpollutionarediscussed.pointsouttheurgencyofpollutionpreventionandcontrolofelectromagneticradiationinChina,aswellastheimportanceoftheelectromagneticenvironmentalmonitoring.
Keywords:environmentalpollution;pollutioncontrol;electromagneticradiation;electromagneticenvironmentmonitoring
中图分类号：X83
一、电磁辐射污染及其特点
1.电磁辐射污染及其危害性
电磁辐射是指电磁波向空中发射或泄漏的现象，过量的电磁辐射会造成危害人类身体健康的电磁辐射污染。电磁辐射污染又称电子雾污染，电台、电视台、高压线、变电站、雷达站、电磁波发射塔等大型设备；电子仪器、医疗器械设备、及办公自动化设备，甚至包括家用电器如微波炉、电视机、手机等在工作时，都会产生各种不同电磁波，这些频率不同的各种电磁波充斥着我们的生活空间，这些无形的电磁波不但无色无味，还可以穿透包括人体在内的任何物质，对人体造成伤害。
随着电子技术在生活中的应用越来越广泛，我们生活空间中人为的电磁能量增长十分迅速，电磁辐射污染已成为二十一世纪主要污染源之一。正如世界卫生组织最新的公布数据显示：电磁辐射已成为21世纪人类健康最大危害之一。电磁辐射污染对人体危害主要表现有三个效应：累积效应、热效应和非热效应。长期科学实验研究表明，人类若长期处于强电磁辐射环境下，有可能造成儿童白血病，人体癌细胞加速繁殖，诱发癌症，生殖系统受到影响，使得儿童的智力受到损害；强电磁辐射还会影响人的视觉系统和心血管系统。
2.电磁辐射污染的特点
电磁环境是存在于给定场所所有电磁现象的总和，包括了自然的和人为的，有源的（直射波）和无源的（反射波），静态和动态，它是由不同频率的电场和磁场组成。电磁辐射污染作为一种新型污染，其主要特点有：隐蔽性强;损害后果的长期性和潜伏性;电磁辐射污染对人体的影响还存在科学上不确定的因素;
二、我国电磁辐射污染现状
1.电磁辐射已成为我国重要的污染源
二十世纪八十年代以来，随着人们对生活需求的不断增加，越来越多的电磁辐射设备被应用到我们的生活空间中，这些设备数量不断增加，分布也越来越广、设备的功率也不断变大。与此同时，随着城市人口和建筑的密度不断增大，电磁辐射已经成为一种新的城市污染源。同时在农村，居民家用电器不断增加，电力、通信及交通事业的发展也非常迅速，可见电磁辐射污染已由大城市迅速向中小城市及农村扩散。1999年5月7日，国家环保总局正式公告：电磁辐射危害人体健康。2000年3月28日，国家经贸委下发安全第189号文件：电磁辐射需加以防护。2001年8月6日，中国消费者协会第9号消费警示：日常生活需防电磁辐射。
2.我国电磁辐射污染纠纷不断增加，矛盾不断激化
近年来，我国的电磁辐射污染纠纷日益增多，电磁辐射污染投诉率居高不下，因电磁辐射污染纠纷提起的诉讼也越来越多。电磁辐射污染的损害后果具有长期性和潜伏性，一般不会因电磁辐射污染立即对人体造成显而易见的损害后果。故以电磁辐射污染所致人身伤害为由要求损害赔偿的纠纷相对较少。但也有越来越多长期暴露在电磁辐射环境中，现已出现可能与长期电磁辐射污染有关的严重损害后果的人，向电磁辐射设施、设备的所有人或使用权人提出了侵权损害赔偿的要求。因手机电磁辐射污染引发的纠纷，在使用中产生电磁辐射的产品很多，如各种家用电器、办公自动化设备等，但消费者最为关注和引发大量纠纷的产品是手机。但我国至今尚无一部手机电磁辐射的国家标准，监管部门也没有做出在手机上标注辐射量的强制性要求，使得手机电磁辐射纠纷长期难以解决。
3.关于电磁辐射污染的纠纷，大多数解决不力
电磁辐射污染直接关系到大范围群众的工作和生活，公众的敏感度很高，但电磁辐射污染纠纷的解决却往往难以获得各方都较为满意的结果。其主要原因是：电磁辐射污染防治的科学宣传不够;不尊重公众私权，造成对立局面;法律法规不健全，环保执法力度不够。
作为一种迅速出现的新污染源，我国对电磁辐射的研究仍处于起步阶段，电磁辐射污染方面相关的法律法规等，我国在这块还存在空白和矛盾的地方，而且环保执法“刚性”不足，有加大了解决此类污染纠纷的难度。
三、我国电磁环境监测的发展概况及前景
我国对电磁环境方面的研究起步较晚。进入20世纪90年代，我国高科技产业和国民经济发展迅速，电磁环境监测方面的要求也随之提高，因此，一批电磁环境实验测试中心相继建立。但是，目前我国对电磁环境方面的研究大多停留在某一实际干扰问题的防护水平上，比较成熟的电磁环境分析和预测软件目前还没有。由于我国电磁环境近场测量设备的研制工作也开展比较晚，目前国产的近场测量仪器及设备存在屏蔽性能差、灵敏度低、频带范围窄、测量费工费时、型号少、精度差等问题。
四、以完善监测机制促进监测质量
1.制定全面及时的质控计划。质控工作涉及到监测工作的每个工作环节，每年年初根据监测站的实际情况制定出详细的质控计划。这些计划包括:仪器设备检定计划，仪器运检，仪器核查计划，人员培训计划，使用标准物质计划，参加能力验证和比对计划，质控考核计划等。质控工作单纯的对于工作量来说，的确是任务量的增加，但其作为监测工作的流程的不可缺少的组成部分，承担着维系监测数据生命线的保障作用，因此，质控工作计划是顺利完成监测任务的前提和基础。从事质量管理的人员要对监测任务，受控的岗位及受控的工作环节了如指掌，才能制定出适合本单位切实可行的质量控制计划和质控措施，进而使质控工作顺利进行。
2.提高质量意识，端正管理思维。我国环境监测经过实践已经积累了相对成熟的质量管理经验，各单位在质量体系文件指导下，全面提高监测人员的质量意识，让管理的理念和意识转化成为每个监测环节的自觉行动，使质量管理的规范和要求在各个工作领域得到贯彻落实。管理者应当坚持质量就是生命的原则，建立健全本单位的质量管理体系，把各项管理措施落到实处，反对形式主义，在从事质量检查和评审工作时不能走过场，同时运用好常规的管理措施，如现场空白、密码平行、加标回收、不定期监督检查等；质量管理员是质量管理工作的中间环节，应给予一定的权力，配备相应的资源，让他们在各自的岗位上发挥其应有的质量管理效能；正确处理好管理、人员、任务三者之间的关系，在人员和任务发主冲突时，质量管理措施仍然要执行到位，不能由此形成管理时紧时松的坏习惯。
3.进一步加强环境监测的政府行为属性。因为环境监测是社会公益性事业，政府应该始终掌握能力建设的主导权。没有政府的重视，无法解决能力建设资金的问题。各级政府应将环境监测能力建设纳入财政预算，从组织机构、应急专业队伍建设、装备配置、技术标准、科技进步、应急信息平台和应急综合指挥协调系统等方面不断加大投入，尽快形成适应新形势需要的环境监测体系。加强政府行为属性也意味着要加强强制干预和管理，从公权力上的根本上构建实时的环境监测机制。
五、结束语
迄今为止,电磁环境对人类影响的许多问题仍无定论,而随无线电技术的快速发展,电磁环境问题变得越来越复杂,越来越突出,电磁环境监测技术的重要性也日益凸现。因此,有关电磁环境监测方面的研究具有十分广阔的前景。值得庆幸的是,提高环境保护意识,加强电磁辐射污染的防护、治理及监测,已经成为了人们的共识。
参考文献
[1]徐鹏,张建春.电磁辐射污染对人的危害与防护[J].中国个体防护装备,2001(5):17-20.
电与磁篇5
关键词：电磁场电磁波实验教学
1引言
在高校人才培养中，实验室实现了将理论与实践的有机结合，对学生的创新性思维有着启迪作用。因此，实验教学历来都是各高校非常重视的环节。对物理学来说，电磁场与电磁波理论性强，概念抽象，因此，为了加深学生的理解与学习，必须通过实验促进学生对知识的理解与掌握。
2“电磁场与电磁波”课程特征分析
“电磁场与电磁波”研究的重点是电磁场和电磁波的属性，规律，以及应用等。由于其和光纤通信技术，电磁干扰，移动通信技术等联系紧密，应用范围非常广。“电磁场与电磁波”要求数学基础深，并且理论性强，概念非常抽象，因此，学生进行学习时不容易理解，非常困惑，单纯的理论讲解，会丧失学生学习主动性与积极性。
“电磁场与电磁波”内容抽象，理论性强，其理论应用又十分具体，和人们的生活联系紧密，这是其特征；而“电磁场与电磁波”学习的难点在于，由于“电磁场与电磁波”看不见摸不到，必须具有非常强的空间想象力，才能理解“电磁场与电磁波”空间传播的形态。
3“电磁场与电磁波”教学设计
3.1“电磁场与电磁波”教学理念
高校学生培养思想应该是基于知识能力与素质相结合，培养学生的学习知识的能力以及研究探索的能力，提高学生应用知识的能力以及实践能力。因此，电磁场与电磁波教学中学生学习的重点不是知识的接受与知识的传承，而是对知识的探索。教师对学生的培养要从以传授知识为主转变为培养学生独自思考，开拓创新能力的培养方面，从而使得教学的质量不断提高。
3.2“电磁场与电磁波”教学方法
在电磁场与电磁波教学过程中，通过改革要实现由老师为主体向以学生为中心的转变，老师只起到引导作用；教学过程中改变传统的老师注入式教学，要转变为师生互动；要积极利用现代化的科技教学手段。教师进行课程的教学设计时，要充分考虑教学并重的原则，积极探索学生主动学习，勤于动手的能力的培养，改变学生的死记硬背，强接受式的学习。能力培养学生的独立分析解决问题以及获取新知识的能力。
3.3“电磁场与电磁波”实验目标与实验设计
基于电磁场与电磁波内容的特征，电磁场与电磁波实验目标在于解决目前电子技术对电磁波知识的依赖；和教学大纲紧密结合，结合课程重点的知识内容，对难点问题进行解决。由于电磁场与电磁波教学比较抽象，重点解决学生抽象学习和具体知识的矛盾；理论联系实际，利用理论知识解决实际中的问题，提高学生学习的积极性与热情，从而使得学生独立思考问题解决问题的能力得到提升。
“电磁场与电磁波”实验采用电磁波教学综合试验仪。实验内容和教材中重点内容，难点知识点紧密结合在一起，通过对实验的设计，演示和验证，将教材中抽象的概念具体形象化，从而将枯燥的教学变得生动活泼，从而使得学生能够主动的研究学习，极大的促进了学生的积极性与学习的热情，加深了学生对电磁场与电磁波的理解。
4实验方法
4.1实验装置
电磁场与电磁波实验装置包括了发射装置，辅助装置以及接收装置，如图1所示。信号产生器与发射天线构成了发射装置；具有可视化的电磁波感应器构成了接收装置。学生基于课本理论知识，对接收装置进行设计。实验的支架，强度指示装置，反射机构等等都属于辅助装置。辅助装置基于实验内容与目的的不同，为了使实验具有可扩展性，辅助装置能够进行多种组合。
4.2电磁波实验原理
实际中，收发电磁波都需要天线，天线不但是能量转换器同时还可以进行电磁波的辐射与接收。天线发射电磁波时，高频电流的能量被转变为电磁波能量；而天线接收时，又将电磁波能量转变为电流能量。发射信号源采用的是功率信号发生器，利用天线进行电磁波的发射。当在天线馈电点接入小功率的电泡时，电泡就会发光，表明接收位置电场强度。此时，灯泡与接收天线就构成了电磁波感应接收装置。
4.3实验内容
一、设计和制作电磁波感应器
天线通过金属丝制作，在感应灯板的两端通过螺丝将天线固定，同时安装于测试支架，不断将感应板角度进行调整，使得发射天线极化方向和感应板角度一直，那么由于穿过了线圈，磁场发生变化，天线出现电流，使得电流表发生偏转或者灯泡发亮。通过实验能够使得学生对电磁感应的原理有了更加深刻的理解。接收天线形式示意图如图2所示。
二、电磁波传播特性实验
在能够旋转的支臂上安装天线，将天线的极化方向与天线和支臂的角度一致，此时固定支臂滑块，不断变化发射板的位置，会使得电流表不断发生变化，或者使得灯泡的亮度发生改变，从而判断出现了波节。利用这个实验，可以加深学生对驻波产生原理，迈克尔逊干涉原理的认识与理解；同时，利用反复测量电磁波的波长，频率，波节等，使得学生对于电磁波的空间的传播的特性有更加深刻的认识。
三、电磁波的极化实验
在水平极化接口，垂直极化接口，右旋圆极化接口与左旋圆极化接口上接发送天线的电缆，然后在测试支架上安装电磁波感应器，感应器位置设置成水平，垂直以及45°角等不同形式，不断改变感应器滑块的位置，此时，对灯泡亮度改变时，移动感应器滑块与发射天线的距离，从而对发射天线电磁波的极化形式进行判断，通过实验使得学生对电磁波极化特性加深了认识和掌握。
结束语
利用“电磁场与电磁波”课程的实验设计，将课本抽象的理论概念形象具体化。通过实验教学，使得学生对教材的理论知识点掌握的更加牢固，理解的更加透彻，提高了学生的动手实践的能力，使得学生主动学习的积极性大大提高。“电磁场与电磁波”实验教学说明，教学过程中理论固然重要，而实践更是不能缺少。和具体的实际问题的应用背景相结合，通过实验提高了教学的启发性，不但提高学生独立思考问题的能力，同时使得学生综合实践能力得到了极大的培养，对高校培养高素质人才有着非常重要的作用。
参考文献
[1]杜章永，宋清华.电磁场与电磁波课程教学改革的探索与实践[J].科技信息.2011（21）：455
电与磁篇6
【关键词】高职物理电磁波电磁场
【中图分类号】G718.5【文献标识码】a【文章编号】2095-3089（2013）01-0209-02
引言
随着微波、磁场技术的广泛应用，电磁场、电磁波知识的教学成为了当前高职物理课程教学的重点内容。尤其是对于高职学校机电专业学生而言，电磁场与电磁波教学尤其重要，是必不可少的内容。但是近几年来，随着高职院校的扩招，高职学生的学习能力不够高是客观问题，所以在高职物理教学的过程中保证高职学生高效的学习尤为重要。本文将从高职机电专业物理教学实际出发，探讨高职物理课中电磁场与电磁波教学的具体策略，希望能为提高高职物理课程电磁场与电磁波教学水平起到一定的积极作用。
1.高职物理课程中电磁场与电磁波内容的特点
电磁场和电磁波是高职物理课程中包含丰富的数学和物理知识的部分课程，是高职物理课中难教、难学的一部分。该部分内容不但具有较强的理论性，同时还具有数学推导过程繁琐、概念抽象等特点，这就要求学生在学习过程中应该具有较强的抽象思维能力、空间想象能力以及逻辑推理能力，在学习的过程中采用多样化的分析方法。毋庸回避，而这对基础不是很扎实的高职学生具有一定的难度。加之，由于高职物理电磁场和电磁波的部分实践教学成本较高，教师在教学过程中就忽略了这部分实践教学内容，导致学生在实际的学习过程中对学科知识难以理解和掌握，导致学生对电磁波和电磁场的相关知识理解不够深入，难以融会贯通。
例如，在电磁波与电磁场的教学过程中，通常是以麦克斯韦的电磁场基本理论为基础，在此基础上分析并论述“电磁场与电磁波”的相关内容。在该部分内容的学习过程中，由于学生物理、数学知识以及抽象思维能力的不足，导致学生在理解电磁理论方程的过程中出现了似懂非懂、知其然而不知其所以然的问题。这些特点都要求对现代高职物理教学方式进行改革。
2.教学方法的选择
在采用传统的教学方法过程中，高职物理课中的电磁场与电磁波教学主要注重理论教学，而实践教学内容所占的比例相对较小。这首先给学生形成了一个该部分内容实用性不强的印象，导致高职学生完全失去了学习动力。同时，该部分内容还存在着考核内容较为单一，绝大部分情况是通过笔试考试分数决定考核成绩，没有对高职学生的动手能力进行锻炼与考核。基于此，在高职物理课中的电磁场与电磁波教学过程中应该从以下几个方面着手改革：
2.1将提高学生兴趣作为主要目标，以实践应用作为教学组织的主要内容
在教学过程中，从机电专业工程应用以及工程实践的角度出发，以具体的实际问题为突破口，对课本的内容进行讲授，采用理论联系实际的方式，极大地激发学生的学习兴趣。在教学过程中注重理论知识以及理论知识在实际生活中的应用实例介绍，诸如电磁场理论在现代通信卫星、电磁波技术在医疗、生物及化学等多个领域的应用，提高学生的学习兴趣。
2.2充分利用现代信息网络，持续更新教学内容
随着现代电磁技术的迅速发展，高职物理教学内容应该在基础内容和知识方面进行持续的更新，尤其是在电磁技术的应用方面，应该通过持续更新的方式方能充分提高学生的学习兴趣。对于更新教学内容的方式，利用现代信息网络是一个有效的途径。这不但要求教师在教学过程中充分应用信息网络，同时还应该积极地引导学生正确合理地使用网络资源，对电磁学科发展与应用的最新动态予以认识。教师在教学的过程中则重点关注电磁技术的发展现状，在对原有经典理论知识进行分析、讲解的同时，适当地增加新的理论及应用技术，对教学讲义进行持续更新、充实和完善。
2.3淡化理论公式的推导过程
电磁波理论公式的推导是一个较为复杂而繁琐的过程，它对高等数学以及电磁学等都有较高的要求。但是，从高职学生的实际情况以及学生工作过程中的实际应用来看，学生只需要对各个微波元器件的工作原理进行了解，在此基础上对元器件的内部结构与尺寸等进行适当改进即可，并不需要太多的数学理论知识。因此，高职教师在教学的过程中可以适当地对理论公式予以淡化，这样不但消除了学生畏难的情绪，同时也提高了学生的学习积极性。
2.4综合采用多种教学方法
当前高职物理教学过程中，主要采用的教学方法包括利用仿真软件教学和多媒体教学两种主要的方式。其中，仿真软件教学方式给学生提供了一个真实的数字平台，学生能够通过软件设计出元器件。在教学中充分的利用仿真软件可以有效的缩短电磁理论计算的时间，同时还可以显著的提高学生的设计能力。
而多媒体教学具有图、文、声并茂的教学特点，所以在教学过程中适当的应用多媒体来表示电磁波元器件的外部特点及内部结构特征，通过短片、动画等形式使得学生能够对课本上的理论知识形成一个更加深刻、直观的理解。
同时，对于条件不够成熟的高职院校而言，在教学的过程中可以通过形象化的教学方式提高电与磁物理教学的水平。例如，在教授“运动的电场产生磁场”的教学内容方面时，长直导线长为L，其中通过电流i，则与导线距离为r处的磁通密度为B，
这时，长直导线周围的磁感线应该是一个沿着垂直导线平面内的同心圆，可以采用右手螺旋定则的方式予以表示，可以用图1表示。
而从形象化教学的角度出发，设想伴随着运动电荷产生了一个运动的电场，而运动的电场又会产生一个运动的磁场。如图2所示，当载流导线的电子以速度做定向运动时，导线截面中的正离子被认为是静止不动的，而正离子所产生的静电场与电子产生的静电场则出现相互抵消的现象。但是，由于正离子静止不动，导致运动电子所产生的电场并没有被抵消。然而，由于正离子没有运动，从而伴随运动电子的运动电场所产生的磁场没有抵消。这时，在导线长为L，半径为r的圆柱面之上，导线的线电荷密度为ρ，则在该圆柱面上所产生的电通量是：
电通量=e×S=e2πrL。
由高斯定理有：
则与导线相距πr距离的运动电场的场强e=。
2.5积极开展互动式的教学方式
在新的教学理念之下，学生是整个教学过程的主体。因此，教师在教学过程中通过互动式的教学方法，让学生带着自己的知识，经验、思考、灵感、兴致参与活动，这样可以为他们萌发创新意识，培养创新能力提供良好的契机。为了形成较好的学习氛围，应该鼓励学生提问。教师可以在电磁场或者电磁波结束之后进行分组讨论，通过这种方式能有效的提高他们学好高职物理课程的积极性与信心。同时，教师还应该强化教学实践环节，通过实践教学活动提高学生对知识的理解与巩固，锻炼学生的整体应用能力，提高学生解决实际问题的能力。同时，及时的更新课程内容，对教学讲义进行逐步的完善，带动学生的学习兴趣。由于高职物理的理论性较强，因此在教学的过程中还可以采用上述形象化的教学方式来加强学生对理论知识的理解，并结合实验课程增加学生的感性认识，加深学生对所学习内容的理解与掌握。
2.6对教学内容进行精心设计
电磁场与电磁波的内容具有理论性较强、内容枯燥以及思维抽象等特点，导致学生难以提起兴趣进行深入的学习，在学习的过程中容易出现走神等现象。这时，教师应该以提高学生兴趣为首要目的，对教学内容进行精心设计，这一点尤为重要。在实际的讲授过程中，将重点放在电磁学的基本概念以及基本理论的阐释方面；而在实践课程的教学过程中，结合课程教学的主要内容，精心设计几个经典的案例，在每次课程进行之前都从工程实际出发，提起学生的学习胃口，接下来的课程教学内容自然能够达到预期的效果。
结语：
本文在对高职物理课程中电磁场与电磁波的教学特点进行论述的同时，对高职物理课程电磁场与电磁波的教学策略进行分析。同时，以具体的教学内容为例探讨了电磁场与电磁波的教学策略，对提高高职物理课程中电磁场与电磁波的教学水平具有一定的积极作用。
参考文献：
[1]钱大庆.高职物理形象法教学中电磁场概念的解读[J].常州信息职业技术学院学报，2009，6（5）：26-28.
电与磁篇7
关键词：仿真软件；优化；可视化
中图分类号：tp391.7文献标识码：a文章编号：1009-3044（2014）04-0792-03
电磁场与电磁波课程是电子信息科学专业学生必修的一门重要的专业基础课程，该课程理论性强，相关定理模型抽象。由于电磁场、电磁波看不见、摸不着，传统教学基本依据公式推导出其传播特性、存在状态等特性，抽象的定律、严密的数学推证令学生望而生畏。整个教学过程既难教又难学，而近几年该课程在教学内容不变的情况下课时却不断被压缩。因此，如何在教学过程中把握重点、弱化数学比例、优化课程结构成为课程改革重点。
结合长期积累的教学经验，修改教学文件，将仿真软件引入电磁场与电磁波的教学中，把课程中抽象概念定理以三维模型的形式直观的展示给学生；利用软件模拟各种电磁波分布形式、波导结构和自由空间电磁波的特性等，并能动态模拟电磁波的传播和辐射特性；利用软件简化数学计算，减少公式推导过程；还可以设计电磁仿真实验，把理论教学和仿真实验教学有效结合起来，加深学生对理论知识的理解，收到了较好的教学效果。
1仿真软件在教学中应用
1）基本概念、定理定律的仿真演示。本课程涉及较多的定理，库仑定律、安培力定律、高斯通量定理、安培环路定律等定理是研究电磁场的基础，电磁场的理论基础麦克斯韦方程组也是由这些定理上推导总结出。以往在讲解过程中，公式繁杂，推导多，学生用大量的时间理解定律模型、复习数学知识，浪费大量学时，反而忽略了对概念本身的理解。利用仿真软件将这些定理动态演示，将复杂的电磁场理论通过演示的方式表示出来，结果清晰、直观的表现出了各种电磁场模型的特性，形象、直观、便于理解，它不仅可以激发学生的学习兴趣，而且加快学生理解速度提高了教学质量。
2）电磁场和电磁波的存在形式、特性分布等内容的图示化。课程中涉及较多的求解场量分布、特性等内容，以往教学中推导出结果都是数学公式，对数学知识薄弱和空间思维差的学生而言整个教学过程就像解数学题、而与场无关。我们利用软件将常见的场量分布形式图形化，根据源的不同分布求出不同场图，绘制矢量线（电力线、磁力线）、等值线（等位线）、箭头图等，以帮助学生更好地理解场。例如电偶极子的电场分布、同轴电缆电场分布、均匀平面电磁波传播、球面电磁波传播、矩形波导传播时电磁场特性等。
3）计算方式的简化。课程在求解问题时，经常会涉及复杂的数学计算过程，利用软件强大的仿真功能，将计算过程简化，运用符号运算功能进行数学公式推导，根据数值计算功能进行习题求解等，节约授课时间，提高教学效率。如电磁场中梯度、散度、旋度问题、求静态边值时有限差分法、有限元法、镜像法等。
2具体应用实例
随着计算机的快速发展，近几年出现了大量的电磁场和微波电路仿真软件，如美国anSoFt公司的HFSS（高频电磁场仿真）、matLaB、anSYS等软件。这些软件功能强大、界面友好，编程简洁、效率高，特别适合于教学演示和学生实践，用户可以在短时间内掌握其主要内容和基本操作。下面我们简单介绍几个具体应用实例：
1）镜像法
镜像法是一种求解边值问题的间接方法，其基本原理是：用放置在所求场域之外的假想电荷（即像电荷）等效的替代导体表面（或介质分界面）上的感应电荷（或极化电荷）对场分布的影响，从而将求解实际的边值问题转换为求解无界空间的问题。利用软件仿真孤立电荷产生的场和像电荷产生场以及叠加后的场，电荷电量、导体半径等参数可根据实际情况输入。下图为半径为2电荷为4时产生的场图。
2）矩形波导传播
课程在讲解矩形波导传播时，电磁场分量公式表示如公式所示。
让学生根据公式理解其传输特性比较困难。通过matlab计算并绘出任意时刻金属矩形波导的主模te10模的电磁场分布图，直观的展示了波的传输特性。
3）有限差分法求电磁场静态边值
有限差分法是求电磁场静态边值问题的一种数字计算法，把连续空间离散化，空间离散化越细，解的误差越小，其计算量就越大，就使课程中大量时间用在处理数据上。而利用matlab编写程序，根据已知条件自动生成矩阵数据，绘制电场和电力线图形，使讲解过程清晰明了。
3结束语
本文根据电磁场与电磁波少学时、概念抽象等特点，将仿真软件强大的计算与图像功能运用于电磁场与电磁波的教学中，使电磁场与电磁波分析研究问题简单方便，帮助学生直观的分析和理解课程内容，不但能大大加深学生对抽象电磁场问题的理解，激发学生的学习兴趣，而且也提高了学生对工程软件的实际应用能力，取得了很好的教学效果。对提高教学效果具有非常重要的意义。
参考文献：
[1]陈其昌.matLaB在射频电路设计中的应用[m].北京：电子工业出版社，2013.
[2]梁振光.matLaB在电磁场教学中的应用[J].南京：电气电子教学学报，2004，26（3）：73-75.
电与磁篇8
电磁波与声波类似，电磁波是由同向且互相垂直的电场与磁场在空间中衍生发射的震荡粒子波，是以波动的形式传播的电磁场，具有波粒二象性，电磁波在真空中速率固定。
电磁波伴随的电场方向，磁场方向，传播方向三者互相垂直，因此电磁波是横波。当其能阶跃迁过辐射临界点，便以光的形式向外辐射，此阶段波体为光子，太阳光是电磁波的一种可见的辐射形态，电磁波不依靠介质传播，在真空中的传播速度等同于光速。
（来源：文章屋网）
电与磁篇9
电磁波与电脑
现代生活中电磁波无处不在。电脑、复印机、手提电话等等都是产生电磁波的源物体。家里也一样，无绳电话、吸尘器、微波炉等也会产生强大的电磁波。这让许多孕妈咪忧心忡忡，但是美国有关研究机构统计分析发现：长期在电脑前工作，并未导致流产率和畸胎率上升。
随着信息时代的到来，电脑已成为必不可少的工具。国外新闻界曾多次报道过在电脑显示屏前工作的孕妇发生死胎、流产、畸胎等事例，国内也曾有过类似的报道或转载，孕妈咪们为此担惊受怕，不过一件事物对另一件事物影响有多大，在医学上都应有依有据，应该经过科学的统计方法、科学实验、临床研究等得出科学的结论。个别现象不能代表普遍规律，不能以点代面。流产，死胎，除了在电脑前工作这一因素外，可能还有其它因素，如工作强度、大气环境污染、饮食等等，电脑显示器可产生电离辐射(低能X射线)和非电离辐射(低频辐射、高频辐射及光辐射)及声辐射，极少部分泄漏。国际上已对市场上近百种型号电脑显示器的X射线进行过监测，绝大多数照射量率仅是天然辐射水平。
国际上许多国家都制定了安全标准。我国也制定了显示器安全标准。从1999年12月已经开始实施。按安全标准生产的显示器本身已经具有防电离辐射、防静电、防反光等防护功能。以液晶方式显示的显示器不会产生电磁辐射和声辐射。
需谨慎对待的X光
X射线是一种波长很短、穿透能力很强的电磁波。对孕妇来说，如过量接受X光照射，在怀孕的早期会导致胎儿严重畸形、流产及胎死宫内等。若射线引起生殖细胞基因突变则可能于数代之后才表现出畸形。
一般情况下，胸部或四肢照射X线对胎儿的影响相对较小。最好受孕之前避免与放射线接触。如果妇女照了X线，特别是腹部照射X光，4周后再受孕是最为安全的。
从受精到着床需要经过一周的时间，如此时接受过量X线照射，可能对受精卵有危害。孕早期是胚胎器官形成的时期，在怀孕第6周时如受到X线辐射，胎儿的畸形发生率增高。年轻女士如果必须做X光检查，可在月经的第十天之内进行X线照射，因为排卵多在月经第十四天左右。准妈妈如确实需要做X光检查的，可考虑延至孕28周以后进行。
有些医生认为婴儿出生前接触X线会增加患白血病的机会。也有文章报导照射过X线的孕妇，其后代比没照射过X线的孕妇发生白血病的机会要高4倍。所以孕早期应避免做胸透。
安全的超声检查
电与磁篇10
微电机作为支撑我国国民经济高速发展与技术产业不断进步的重要支柱，在我国已经经历了六十多年的发展，在上个世纪五十年代，为了满足我国军工企业与自动化产业的发展要求，我国的微电机发展经历了国外引进、模仿制造、自主开发等关键环节，已经形成了包括产品开发、关键部件生产、专用制造等相互配套的完整的工业体系，是我国经济技术现代化发展历程的缩影。与传统的静电微电机不同，电磁微电机具有转换力矩大、转换效率高、工作寿命长，便于维修管理等优点，大有逐渐淘汰旧式微电机的趋势。但是电磁微电机也具有许多缺点，如制造工艺复杂、直流损耗、iC工艺兼容性差等缺点都在一定程度上阻碍了电磁微电机的发展。
2微电机简介
微电机全称为“微型电动机”，一般指转轴直径小于160mm或者输出功率小于750w的电机，常用于控制系统或传动负载系统中。微电机种类繁多，大体可分为直流电动机、交流电动机、步进电动机、旋转变压器等十三个大类别，微电机学科是一门综合了多种学科的科学，尤其是材料学科的大发展以及先进的计算机自动化技术的运用大大加速了微电机科技的发展。从结构上来说，大体可以将微电机分为三大类，即电磁式、组合式和非电磁式。电磁式与普通的电机相类似，包括定子，转子，电刷等部件，唯一的区别就是内部空间紧凑，体积较小。组合式微电机即为微电机与电子线路的组合，是一种相对较复杂的电机系统。非电磁式微电机内部结构与电磁式微电机相似，但不同功能的微电机之间内部结构相差很大。总而言之，微电机是技术密集型与劳动密集型的高新技术产业，在现代工业体系中具有非常广泛的运用。
3电磁微电机设计技术
上海交通大学在电磁微电机的设计研发领域一直走在全国的前列，在1995年，相关专家首先设计出了一种单定子-单转子的电磁微电机原理样机，这是一种由直流电供能的，由本体与电子转换器组成的微电机，开创了我国电磁微电机技术研发的先河。经过不断改进，各种设计参数不断得到优化，使得电磁为电机的总体性能不断改善。其主要的设计特点是：磁路的结构设计与转子选取的磁性材料有利于实现高力矩的输出；定子绕组为平面无槽式的多层集中结构，可微细加工。实验数据表明，永磁转子的选取与实际磁路设计最终会影响电机的输出力矩，进而影响总体的输出功率。转子一般采用永磁性的钐钴材料，将其切割成扇形片，按照n、S相互交错的规律拼装而成，也可以用专用的充磁装置一次写入相互交错的磁极，这种方式的特点就是可以使磁极的剩余磁化率达到最大值。同时在转子上部铺设一层Feni导磁层可以减少磁阻损失，提高气隙磁通密度。气隙磁通是关乎微电机性能的重要参数，主要包括定子与转子之间犹豫计算误差或者制作仪器误差所产生的气隙空间与定子绕组所占用的空间。为了增加输出力矩和减少功耗，定子绕组通常被设计成多层结构且厚度相对较厚，通常会大于气隙的宽度，因此经过实际的计算与分析，气隙中的磁通密度与气隙宽度往往会呈反比关系，即气隙跨度越大，磁通密度越小，这就会导致转子各层之间的磁通密度不同，这就给微电机的定子与转子的实际设计带来障碍，因此必须在设计之初必须考虑气隙与定子层数之间的关系，做好相互之间的平衡。经过上几代科学家的不断努力，开发出了双定子-单转子电磁微电机模式。不同于单定子-单转子结构的微电机模式，这种微电机性能更加完善，双定子绕组数倍增，大大提升了输出的功率，且由于上下两个转子与中间的定子静磁作用相互抵消，减小了定子与转子之间的磁阻作用，减少了能量的损耗，增加了输出力矩。
4控制电路设计
当今的步进电机技术虽然已经趋向于成熟，但是在一些精度要求十分高的工业领域中，传统的步进电机仍然无法出色地完成对步进电机的性能要求，当电磁微电机用于步进驱动时，采用恒力矩细分控制方法控制步进电机的转动是一种十分有效的控制步进电机转动精度的方法。其基本原理就是利用对绕组中的电流的控制，通过一系列的电磁转换合成幅值恒定、变化规律的合成磁场矢量，主要做法是通过单片机原件实现对精确电流的控制。单片机具有控制精度高，受外界干扰小的特点，用单片机作为主要的控制元件可是实现稳定的电流的输出。一般情况下采用intel80C196单片机、晶振电路、地址锁存器、译码器等原件组成整个系统的控制系统，利用单片机将e2Rom中存储的电流信号输送到D\a转换器中，再调节D\a转换器中的参考电压得到我们需要的电流幅值。这个系统可以利用计算机系统，将计算机键盘作为控制单片机的工作状态、D\a转换器的电压值、运转频率、正\烦转等的输入设备，并在LCD显示器上显示出当前的相电流大小、运行步数、起\停状态等相应的状态。
5定子微细加工工艺
定子是电磁微电机中不可或缺的一部分，对定子的微细加工可以大大提高输出力矩，在输出功率一定的情况下减少能源损耗，进而提升整个电机的工作效率。Φ1mm电磁微电机4层6绕组型号的定子微细加工工艺流程如下：在铁氧体衬底上溅射一层厚度为80nm的铬-铜合金，用来作为电镀基底；在电镀基层上旋涂光刻胶，利用计算机控制的激光进行光刻，雕刻出铜线圈的电镀模型；利用掩膜技术电镀上一层铜金属，并严格控制电镀的速率，一般在一分钟50纳米的速度，厚度控制在10-12米的范围内；旋涂8米的光刻胶，再利用激光技术光刻成铜线圈层间过孔引线的电镀胶膜；电镀形成6米的过孔引线；去胶并溅射刻蚀去除种子层；再在表面溅射16-18米的铝的氧化物三氧化二铝，作为整个定子的防氧化层，此外应该严格控制溅射频率、溅射室内的压强、最大溅射速率等，确保建设的三氧化二铝能够均匀的分布在定子上；再经过精细的研磨与抛光，直到露出层间互连线。以上介绍的就是一套完整的定子平面线圈的制造过程，在实际操作过程中应该严格按照以上的操作步骤进行加工整理，要想制作多层线圈可以重复以上的步骤。“嵌入式”定子绕组的制作工艺与以上的4相6组定子制作工艺有所不同，在整个工艺中加入了镍-铁合金贴心的制作工艺。采用掩膜电镀的工艺可以实现镍-铁合金的电镀，具体电镀条件是在硫酸镍、氯化镍和硫酸铁按1:1:1的比例制成的混合液中，加入一些其他的催化剂，并将pH值控制在5-6之间，温度控制在四十度，且误差不能超过两度，相对磁导率控制在8000-9000之间。
6结语