低频电磁法的基本原理
将音频（几十到几千赫兹）的交变电流I1=I10eiωt送入发射线圈F中（图4-1）时，在其周围空间建立了一次交变磁场H1=H10eiωt。则在地下良导体中形成的感应电动势式为
式中：φ为一次磁场在导体中的磁通量；ω=2πf，f是工作频率；M为发射线圈与地下导体间的互感系数，由发射线圈及导体的形状、大小及其间的距离、方位等因素决定。
若把地中导体视为由电阻R和电感L组成的串联闭合回路，在该等效回路中产生的感应电流I2为
将式（4-1）代入上式得
图4-1 电磁感应原理示意图
由于穿过导体的一次场磁通量大小、方向不断改变，根据电磁感应原理，导体内产生的感应电流（又称涡流）在周围空间又产生二次交变磁场H2。距发射线圈一定距离的接收线圈S同时接收到一次场和二次场，通过分析观测剖面上各点二次场的分布变化规律，便可以发现地下良导体的存在。
图4-2 相位矢量图
为了方便地表示一次场、二次场及总合场之间的时间关系，常用矢量图（图4-2），取X轴正方向矢量H1表示一次场，其振幅用线段OA表示。与H1成90°，反时针方向角的另一矢量表示感应电动势，因而它比H1滞后1/4周期。二次场又滞后于该电动势，用H2表示。然后，用矢量合成法可以作出总合场矢量H。H在X轴上的投影Hcosφ对于一次场H1的相位差为零，或者说与H1同相，称为实分量，用ReH表示。H在正交于OX轴上的投影为Hsinφ，其相位相对于H1滞后90°，称为虚分量，用ImH表示。所谓实和虚指的是相对于一次场的相位关系，而不具有通常的词汇意义。同理，二次场H2也可以分解为与H1相位差180°或同相部分为实分量，与H1相位差90°的部分为虚分量。
一次场H1只有实分量，H1=H10sinωt。二次场H2=H20sin（ωt+φ2）与一次场有相位差φ2，故
根据总场的实、虚分量可以计算出总场振幅和相位：
下面，我们来分析H2的频率特性。可以将I2和H2写成实部和虚部：
式中：G为几何因子。
由式（4-7）可知，二次场（异常场）从相位关系上可以写成实部和虚部。
图4-3 异常量与频率关系图
1—实分量；2—虚分量；3—振幅；f0—最佳频率
图4-4 总场椭圆极化示意图
1～9—一个周期内不同时刻的一次场与二次场以及由它们合成的总场