真空磁导率

真空介磁常数是真空磁导率 不过现在已经没有这个说法了....只叫真空磁导率
真空磁导率（permeability of vacuum），国际单位制（SI）中引入的一个有量纲的常量。常用符号μ0表示，由公式 定义，此式是真空中两根通过电流相等的无限长平行细导线之间相互作用力的公式，式中I是导线中的电流强度，a是平行导线的间距，F是长度为l的导线所受到的力，而称μo为真空磁导率，其值为

μ0＝4π×10-7牛顿／安培2

＝4π×10-7韦伯／（安培·米）
＝4π×10-7亨利／米
μ0中的 4π是为了使常用的电磁学公式的计算得到简化（所以SI制的电磁学部分叫做MKSA有理制），其中的则是为了使电流强度的单位安培（基本单位）接近于实际使用的大小。μ0的量纲为〔LMT-2I-2〕。

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磁通量(磁通)

磁通量(磁通)

定义 穿过某一面积的磁感线条数．

公式 Ф=BS．(S是垂直磁感强度的面积)

单位 韦伯(Wb)．1Wb=1T·m2．

注意

(1)公式Ф=BS只适用于匀强磁场；

(2)具体问题中要明确是穿过哪一面积的磁通量；

(3)如果某个面积与磁感强度方向不垂直，计算磁通量时，应先找出垂直磁感强度的面积．

如图3-25中，平面abcd与竖直方向间夹角为θ，则在水平方向的匀强磁场中，穿过面积abcd的磁通量应为



Φ=B·Scosθ．

(4)如果一个线圈有n匝，线圈平面的面积为S，当线圈垂直放置于磁感强度为B的匀强磁场中时，穿过线圈的磁通量应为

Φ=nBS．

(5)当空间有不同强弱和方向的磁场同时存在时，对某个面的磁通量等于各个磁场产生的磁通量的代数和，即

Φ=Φ1+Φ2+…．

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磁性材料

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约瑟夫森效应

约瑟夫森效应
Josephson effect
    电子能通过两块超导体之间薄绝缘层的量子隧道效应
    。1962年由B.D约瑟夫森首先在理论上预言，在不到一年的时间内，P.W.安德森和J.M.罗厄耳等人从实验上证实了约瑟夫森的预言。约瑟夫森 效应的物理内容很快得到充实和完善，应用也快速发展，逐渐形成一门新兴学科——超导电子学。
   两块超导体通过一绝缘薄层(厚度为10埃左右)连接起来，绝缘层对电子来说是一势垒，一块超导体中的电子可穿过势垒进入另一超导体中，这是特有的量子力学的隧道效应。当绝缘层太厚时，隧道效应不明显，太薄时，两块超导体实际上连成一块，这两种情形都不会发生约瑟夫森效应。绝缘层不太厚也不太薄时称为弱连接超导体。两块超导体夹一层薄绝缘材料的组合称S-I-S超导隧道结或约瑟夫森结。约瑟夫森效应主要表现为：
    直流约瑟夫森效应   结两端的电压V＝0时，结中可存在超导电流，它是由超导体中的库珀对的隧道效应引起的。只要该超导电流小于某一临界电流Ic，就始终保持此零电压现象，Ic称为约瑟夫森临界电流。Ic对外磁场十分敏感，甚至地磁场可明显地影响Ic。沿结平面加恒定外磁场时，结中的隧道电流密度在结平面的法线方向上产生不均匀的空间分布。改变外磁场时，通过结的超导电流Is随外磁场的增加而周期性地变化， 描出与光学中的夫琅和费单缝衍射分布曲线相似的曲线，称为超导隧结的量子衍射现象。
    交流约瑟夫森效应   结两端的直流电压V≠0时，通过结的电流是一个交变的振荡超导电流，振荡频率（称约瑟夫森频率）f与电压V成正比，即f＝V
    ，e为电子电量
    ，h为普朗克常数，这使超导隧道结具有辐射或吸收电磁波的能力。以微波辐照隧道结时可产生共振现象。连续改变所加的直流电压以改变交流振荡频率
    ，
    当约瑟夫森频率f等于微波频率的整数倍时，就发生共振，此时有直流成分的超导电流流过隧道结，在  I-V  特性曲线上可观察到一系列离散的阶 梯式的恒定电流。测定约瑟夫森频率f，可由电压V测定常量2e／ h，或从已知常量e和h精确测定V。
    交流约瑟夫森效应已被用来作为电压标准。

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隧道效应

隧道效应（tunnel effect）

       由微观粒子波动性所确定的量子效应。又称势垒贯穿 。考虑粒子运动遇到一个高于粒子能量的势垒，按照经典力学，粒子是不可能越过势垒的；按照量子力学可以解出除了在势垒处的反射外，还有透过势垒的波函数，这表明在势垒的另一边，粒子具有一定的概率，粒子贯穿势垒。理论计算表明，对于能量为几电子伏的电子，方势垒的能量也是几电子伏 ，当势垒宽度为1埃时 ， 粒子的透射概率达零点几 ；而当势垒宽度为10时，粒子透射概率减小到10-10 ，已微乎其微。可见隧道效应是一种微观世界的量子效应，对于宏观现象，实际上不可能发生。
       在势垒一边平动的粒子，当动能小于势垒高度时，按经典力学，粒子是不可能穿过势垒的。对于微观粒子，量子力学却证明它仍有一定的概率穿过势垒，实际也正是如此，这种现象称为隧道效应。对于谐振子，按经典力学，由核间距所决定的位能决不可能超过总能量。量子力学却证明这种核间距仍有一定的概率存在，此现象也是一种隧道效应。

       隧道效应是理解许多自然现象的基础。

概述       在两层金属导体之间夹一薄绝缘层，就构成一个电子的隧道结。实验发现电子可以通过隧道结，即电子可以穿过绝缘层，这便是隧道效应。使电子从金属中逸出需要逸出功，这说明金属中电子势能比空气或绝缘层中低．于是电子隧道结对电子的作用可用一个势垒来表示，为了简化运算，把势垒简化成一个一维方势垒。
        所谓隧道效应，是指在两片金属间夹有极薄的绝缘层（厚度大约为1nm（10-6mm），如氧化薄膜），当两端施加势能形成势垒V时，导体中有动能E的部分微粒子在E＜V的条件下，可以从绝缘层一侧通过势垒V而达到另一侧的物理现象。   
        产生隧道效应的原因是电子的波动性。按照量子力学原理，当该势垒区很窄时，即使是动能E小于势垒V，也会有一部分电子穿透V区而自身动能E不变。换言之，在E＜V时，电子入射势垒就一定有反射电子波存在，但也有透射波存在。

波函数

波函数：wave function

波函数是量子力学中用来描述粒子的德布罗意波的函数。

    为了定量地描述微观粒子的状态，量子力学中引入了波函数，并用ψ表示。一般来讲，波函数是空间和时间的函数，并且是复函数，即ψ=ψ(x，y，z，t)。将爱因斯坦的“鬼场”和光子存在的概率之间的关系加以推广，玻恩假定 就是粒子的概率密度，即在时刻t，在点(x,y,z)附近单位体积内发现粒子的概率。波函数ψ因此就称为概率幅。
　    电子在屏上各个位置出现的概率密度并不是常数：有些地方出现的概率大，即出现干涉图样中的“亮条纹”；而有些地方出现的概率却可以为零，没有电子到达，显示“暗条纹”。  
　　由此可见，在电子双缝干涉实验中观察到的，是大量事件所显示出来的一种概率分布，这正是玻恩对波函数物理意义的解释，即波函数模的平方对应于微观粒子在某处出现的概率密度(probability density)：

    即是说，微观粒子在各处出现的概率密度才具有明显的物理意义。
    据此可以认为波函数所代表的是一种概率的波动。这虽然只是人们目前对物质波所能做出的一种理解，然而波函数概念的形成正是量子力学完全摆脱经典观念、走向成熟的标志；波函数和概率密度，是构成量子力学理论的最基本的概念。
　概率幅满足于迭加原理,即：ψ12=ψ1+ψ2（1.26） 相应的概率分布为（1.27）

波函数的数学表达


[1]量子力学假设一：对于一个微观体系，他的任何一个状态都可以用一个坐标和时间的连续、单值、平方可积的函数Ψ来描述。Ψ是体系的状态函数，它是所有粒子的坐标函数，也是时间函数。
（Ψ）Ψdτ为时刻t及在体积元dτ内出现的概率。Ψ是归一化的：∫（Ψ）Ψdτ=1式中是对坐标的全部变化区域积分。（注：（Ψ）指Ψ的共厄复数）
[2]量子力学假设二：体系的任何一个可观测力学量A都可与一个线性算符对应，算符按以下规律构成：
（1）坐标q和时间t对应的算符为用q和t来相乘。
（2）与q相关联的动量p的算符{p}=-i(h/(2π))(d/dq)(注：d指偏微分，以后不特别说明都指偏微分)
（3）对任一力学量先用经典方法写成q,p,t的函数A=A(q,p,t)则对应的算符为：=A(q,-i(h/(2π))(d/dq),t)
则：能量算符为：=-h^2/(8π^2m)△+V(其中△为拉普拉斯算符)
△=d^2/dx^2+d^2/dy^2+d^2/dz^2(直角坐标)
△=(1/r^2)d(r^2d/dr)/dr+(1/(r^2sinθ))d(sinθd/dθ)/dθ+(1/(r^2sin^2θ))d^2/dφ^2(球坐标)
角动量算符：
{L[x]}=-i(h/(2π))(yd/dz-zd/dy)
{L[y]}=-i(h/(2π))(zd/dx-xd/dz)
{L[z]}=-i(h/(2π))(xd/dy-yd/dx)
^2={L[x]}^2+{L[y]}^2+{L[z]}^2
[3]量子力学假设三：若某一力学量A的算符作用于某一状态函数ψ后，等于一常数a乘以ψ，即ψ=aψ则称力学量A对ψ描述的状态有确定的数值a。a称的本征值，ψ称的本征波函数，方程ψ=aψ称的本征方程。
显然，对能量来说，ψ=Eψ即为定态的薛定鄂方程。含时的薛定鄂方程为：Ψ=ih/(2π)dΨ/dt
[4]量子力学假设四：若ψ[1]，ψ[2]…ψ[n]为某一微观体系的可能状态，则他们的线性组合∑Cψ也是该体系的可能状态，称ψ的这一性质为叠加原理。
（1）有本征值力学量的平均值：设ψ对应本征值为a，体系处于状态ψ，若ψ已归一化则:
a(平均值)=∫(ψ)ψdτ=∑|C|^2a
(2)无本征值力学量的平均值：
F(平均值)=∫(ψ)ψdτ
则定态中所有的力学量平均值都不随时间变化。

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柔性交流输电系统

       柔性交流输电系统是Flexible AC Transmission Systems中文翻译，英文简称FACTS，指应用于交流输电系统的电力电子装置，其中“柔性”是指对电压电流的可控性；如装置与系统并联可以对系统电压和无功功率进行控制，装置与系统串联可以对电流和潮流进行控制；FACTS通过增加输电网络的传输容量，从而提高输电网络的价值，FACTS控制装置动作速度快，因而能够扩大输电网络的安全运行区域；在电力电子装置最早用于直流输电系统中并实现了对输送功率的快速控制，由此人们想在交流系统中加装电力电子装置，寻求对潮流的可控，以获得最大的安全裕度和最小的输电成本，FACTS技术应运而生，静止无功补偿器（SVC），静止同步补偿器（STATCOM）又称作ASVG，晶闸管投切串联电容器（TCSC），静止同步串联补偿器（Static Synchonous Series Compensator）统一潮流控制器（UPFC）就是基于FACTS装置家族的成员。   

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磁性测量基础及其单位换算

1. 磁感应强度　　

    磁感应强度是用来描述磁场性质的物理量，用B表示。磁场中某点的B的方向是该点的磁场方向，B的大小表示该点磁场强度的强弱。

　在SI单位制（国际单位制）中，磁感应强度的单位是[伏特•秒/米2]， 而[伏特]•[秒]称为韦伯，所以磁感应强度的单位称为[韦伯/米2]或[特斯拉]，简称[特]。在CGSM单位制中，磁感应强度的单位是[高斯]。单位用符号表示：V 为[伏特]、s为[秒]、m为[米]、Wb为[韦伯]、T为[特]、Gs为[高斯]、mT为[毫特]。　　　　           1 T = 1 Wb/m2 = 104 Gs = 103 mT　　　　　　(1)

2. 磁力线、磁通与磁通连续定理　　我们用磁力线来形象地描绘磁场，磁力线是环绕电流的无头无尾的闭合线，电流方向与磁力线回转方向符合右手定则。

     我们规定，磁力线任何一点的切线方向是该点磁场（也就是B）的方向，通过垂直于B矢量的单位面积的磁力线数等于该点B矢量的大小。也就是说，磁场强的地方，磁力线较密；磁场弱的地方，磁力线较疏。

通过某一曲面的总磁力线数，称为通过该曲面的磁通，用Φ表示。在曲面上取面积元，其法线方向与该点的B的方向之间成θ角，通过该面积元的磁通为：

             　dφ = B × cosθ× ds      （2）

所以通过曲面S的总磁通为：φ = ∮B × cosθ× ds 　  （3）

当B均匀，S是平面并与B垂直时，通过S平面的磁通为：
　　　　φ = B × S           (4)

     磁通连续定理：当S面是一个闭合面，由于磁力线是闭合线，那么穿进闭合面S的磁力线必从闭合面的其它部分穿出，所以通过任一闭合面的总磁通量必等于零。即：
　　　　φ = ∮Bcosθds = 0　　　　　　　　　　　(5)

磁通的单位在SI单位制中是[韦伯]，在CGSM单位制中是[麦克斯韦]，简称[麦]，符号用Mx表示。
　　　    　1 Wb = 10⁸ Mx　　　　　　　    　　　(6)

3. 磁场强度、磁导率和安培环路定律

     磁场强度是为了便于分析磁场和电流之间的关系而引入的一个物理量，它也是一个矢量，用H表示。它与磁感应强度的关系是：H = B / µ     (7)

其中：µ是磁介质的磁导率，由磁介质的性质决定。在SI单位制中，真空的磁导率为：　　　　µ₀ = 4π × 10^-7 亨利/米            (8)

 H的单位是[安培/米]；在CGSM单位制中，真空的磁导率为1，H的单位是[奥斯特]，简称[奥]。单位用符号表示：A为[安培]、Oe为[奥]、H为[亨利]。
　　　　1 A/m = 4π×10^-3 Oe　　　　　　　　　　　　(9)

   安培环路定律：在磁场中，H矢量沿任意闭合曲线的线积分等于包围在这闭合曲线内各电流的代数和。即：　　　∮H×cosα×dl = ΣI 　　(10)
式中：α为曲线的切线方向与该点磁场方向的夹角。

     利用安培环路定律，我们可以较方便地计算出具有某种空间对称性的电流所产生的磁场。例如计算一个均匀密绕的环形螺线管内部P点的磁场强度，如图4所示。取过P点，半径为r的同心圆，作为闭合的积分曲线。由于对称关系，在同心圆周上各点的磁场强度相等，磁场强度的方向沿着同心圆的切线方向，即α=0，这样：　　∮H×cosα×dl = H×2πr = NI 　　　　　　　　(11)

        于是P点的磁场强度：H = NI / (2πr)
　　式中：N为绕线匝数。从这个关系可以看到：磁场强度仅决定于产生磁场的电流的分布，而与磁介质的性质无关。

4. 电磁感应定律
　　电磁感应定律说明了感应电动势与磁通变化之间的关系。定律指出：不论任何原因使通过某一回路的磁通Φ发生变化时，回路中产生的感应电动势为：
　　　　e = - dΦ / dt　　　　　　　　　　　　　　　　(12)
　　如果回路由N匝线圈组成，那么在磁通变化时，每匝都将产生感应电动势，总的感应电动势等于各匝的感应电动势之和。当每匝通过的磁通相同时，则有：
　　　　e = - N × dΦ / dt 　　　　　　　　　　　　　(13)
　　电磁感应定律是磁测量中应用最普遍的定律之一。
　　当式(13)中的磁通按正弦规律作周期性变化时，可以推导出感应电动势的有效值与磁通的最大值的关系为：
　　　　U = 4.44 × f × N ×Φm　　　　　　　　　　　(14)

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三相四线制（转）

   在低压配电网中，输电线路一般采用三相四线制，其中三条线路分别代表A,B,C三相，不分裂，另一条是中性线N（区别于零线，在进入用户的单相输电线路中，有两条线，一条我们称为火线，另一条我们称为零线，零线正常情况下要通过电流以构成单相线路中电流的回路，而三相系统中，三相自成回路，正常情况下中性线是无电流的），故称三相四线制；在380V低压配电网中为了从380V相间电压中获得220V线间电压而设N线，有的场合也可以用来进行零序电流检测，以便进行三相供电平衡的监控。

重复接地
不论N线还是PE线，在用户侧都要采用重复接地，以提高可靠性。但是，重复接地只是重复接地，它只能在接地点或靠近接地的位置接到一起，但绝不表明可以在任意位置特别是户内可以接到一起。这一点一定要切记，也要注意你的朋友是否有所违犯！！

A、B、C、N和PE线
应用中最好使用标准、规范的导线颜色：A线用黄色，B线用蓝色，C线用红色，N线用褐色，PE线用黄绿色。

三相五线制是指A、B、C、N和PE线，其中，PE线是保护地线，也叫安全线，是专门用于接到诸如设备外壳等保证用电安全之用的。PE线在供电变压器侧和N线接到一起，但进入用户侧后约不能当作零线使用，否则，发生混乱后就与三相四线制无异了。但是，由于这种混乱容易让人丧失警惕，可能在实际中更加容易发生触电事故。现在民用住宅供电已经规定要使用三相五线制。

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相电压，线电压

     只有在三相交流电中才有：三相交流电，实质上是三个相位相差120度的单相交流电。

相电压：三相输电线（火线）与中性线间的电压叫相电压．相电压为220V

线电压：三相输电线各线（火线）间的电压叫线电压。线电线为380V

线电压的大小是相电压的1.73倍.

在三相四线电路中相线与中线的电压为相电压.任意两相线间的电压为线电压,线电压是相电压的1.73倍.

流过各相负载的电流为相电流；流过相线中的电流为线电流.

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