陶顯芳老師談電磁幹擾與電磁兼容(一)
發布時間:2009-02-16
中心議題:
一、電磁幹擾無處不在
1、一個讓人膽戰心驚的星球
電dian磁ci幹gan擾rao對dui人ren類lei危wei害hai最zui大da的de,實shi際ji上shang還hai是shi我wo們men居ju住zhu的de地di球qiu,其qi中zhong雷lei電dian幹gan擾rao對dui人ren類lei的de生sheng活huo危wei害hai最zui大da。雷lei電dian不bu但dan對dui人ren類lei的de生sheng存cun造zao成cheng很hen大da的de威wei脅xie,對dui樹shu木mu、森林、房屋、建築,以及電器設備都會造成很大的損害和破壞。
根據統計,地球每一秒鍾就有100多次閃電,每次閃電產生的能量可供一個100瓦的燈泡點亮3個月;在雨季,平均每6分鍾就有一個人被雷電擊中;每年有成千上萬的人因雷電擊中而喪傷,還有大片的森林因雷電擊中而起火燒毀,雷電還經常使高壓電網、以及通信出現故障,使城市供電和通信中斷,引起城市交通失控出現混亂;連英國的白金漢宮也曾遭受過雷電嚴重破壞,上個世紀50年代,白金漢宮就是因一塊窗簾布被雷電擊中而起火燃燒;上海電視台平均每年要遭受33次大的雷擊,每次雷擊都會使電子設備遭受不同程度的損壞;1992年6月22日,北京國家氣象中心多台計算機接口因感應雷擊被毀,損失二仟多萬元;1992年8月23日,贛州市60%的有線電視和50%閉路電視遭受過雷擊,其中91台電視機因感應雷擊而毀於一旦;2006年6月9日,南韓一架大型客機在空中遭受雷擊,頭部解體脫落,幸好沒有人員傷亡。
很多人都不清楚,地球也是一個帶電體。根據實驗測試,在地球表麵存在一個垂直向下的穩定電場,電場強度E約為100伏/米,場強的大小隨高度的增加而減弱。另外,根據實驗測試,在地麵附近大氣的電導率σ0約為3×10-14西蒙/米,且隨高度的增加而增加。由此可知地球表麵的電流密度j的方向指向地心,大小為:

這zhe裏li說shuo的de帶dai電dian,嚴yan格ge來lai說shuo是shi帶dai電dian體ti相xiang對dui於yu無wu限xian遠yuan處chu的de電dian位wei差cha,或huo物wu體ti的de電dian位wei中zhong性xing而er言yan。人ren們men在zai進jin行xing理li論lun分fen析xi的de時shi候hou,都dou是shi把ba無wu限xian遠yuan處chu定ding義yi為wei零ling電dian位wei,但dan在zai實shi際ji應ying用yong中zhong,人ren們men已yi習xi慣guan於yu把ba地di球qiu當dang成cheng零ling電dian位wei,這zhe對dui於yu一yi般ban的de實shi際ji應ying用yong,並bing不bu會hui造zao成cheng很hen大da的de影ying響xiang,但dan這zhe種zhong假jia設she有you時shi也ye會hui阻zu礙ai我wo們men的de視shi野ye。
任何帶電物體都可以看成是一個電容,電容量C = Q/U,Q為帶電物體的電荷量,U為帶電物體的電位,即指帶電物體到無限遠處的電位差。因此,地球也可以看成是一個大容量的電容,其電容量正好為1法拉。
這裏說的電容與電容器shiyouqubiede,dianrongqiyibandouyouliangkuaizhongjianyijiezhijueyuandejibanzucheng,dangdianrongqibeichongdiandeshihou,liangkuaijibandaidedianheliangxiangdeng,danfuhaoxiangfan,zaidianrongqiliangjibansuodaidedianhebugaibiandetiaojianxia,liangkuaijibanzhijiandedianya,keyindianrongqiliangjibanzhijiandejuligaibianergaibian,qidianrongliangdedaxiaoyehuigenzheliangjibanzhijiandejuligaibianergaibian,zheshiyinweiliangjibanzhijiandianchanghuxiangzuoyongdeyuangu。
erzhelisuozhidedianrong,qidianrongliangshibuhuiyindaidianwutideweizhigaibianergaibiande。yinci,zhelishuodedianrongshixiangduiyuyigegulidaidianwutieryan,bushouqitadianchangsuoyingxiang,erdianrongqizeshixiangduiyulianggehuolianggeyishangdaidianwutieryan,dianrongdaxiaoyaoshoulianggehuolianggeyishangjibanchanshengdedianchanghuxiangyingxiang。lingwai,dianrongchongfangdianshibuxuyaohuilude,lianggedaidiantihuxiangjiechu,shuidedianweigao,shuijiuyaofangdian,shuidedianweidi,shuijiuhuibeichongdian,erdianrongqichongfangdianbixuyaoyouyigebihehuilu。
實際上,地球不但是個電容(相對於無限遠處),並且地球還相當於電容器的一個電極,電容器的另一個電極是電離層,而大氣層就是電介質,如圖1所示。
地(di)球(qiu)帶(dai)電(dian)的(de)原(yuan)因(yin),一(yi)個(ge)是(shi)由(you)於(yu)地(di)球(qiu)作(zuo)為(wei)一(yi)個(ge)冷(leng)星(xing)球(qiu)長(chang)年(nian)都(dou)在(zai)接(jie)收(shou)大(da)量(liang)帶(dai)電(dian)宇(yu)宙(zhou)射(she)線(xian)微(wei)粒(li)子(zi)的(de)輻(fu)射(she),另(ling)一(yi)個(ge)是(shi)外(wai)層(ceng)空(kong)間(jian)紫(zi)外(wai)線(xian)對(dui)空(kong)氣(qi)照(zhao)射(she)產(chan)生(sheng)電(dian)離(li)層(ceng),並(bing)對(dui)地(di)球(qiu)表(biao)麵(mian)產(chan)生(sheng)感(gan)應(ying),以(yi)及(ji)熱(re)氣(qi)流(liu)互(hu)相(xiang)摩(mo)擦(ca)帶(dai)電(dian)而(er)產(chan)生(sheng)感(gan)應(ying)等(deng)等(deng)。
根據基爾霍夫定理:流過任何導體電流的代數和都等於零,即:

根據(5)式結果,地球不但有電流流入,而且也應該有電流流出,那麼流出地球的電流到哪裏去了呢?
- 電磁幹擾的危害
- 電磁幹擾產生原因
一、電磁幹擾無處不在
1、一個讓人膽戰心驚的星球
電dian磁ci幹gan擾rao對dui人ren類lei危wei害hai最zui大da的de,實shi際ji上shang還hai是shi我wo們men居ju住zhu的de地di球qiu,其qi中zhong雷lei電dian幹gan擾rao對dui人ren類lei的de生sheng活huo危wei害hai最zui大da。雷lei電dian不bu但dan對dui人ren類lei的de生sheng存cun造zao成cheng很hen大da的de威wei脅xie,對dui樹shu木mu、森林、房屋、建築,以及電器設備都會造成很大的損害和破壞。
根據統計,地球每一秒鍾就有100多次閃電,每次閃電產生的能量可供一個100瓦的燈泡點亮3個月;在雨季,平均每6分鍾就有一個人被雷電擊中;每年有成千上萬的人因雷電擊中而喪傷,還有大片的森林因雷電擊中而起火燒毀,雷電還經常使高壓電網、以及通信出現故障,使城市供電和通信中斷,引起城市交通失控出現混亂;連英國的白金漢宮也曾遭受過雷電嚴重破壞,上個世紀50年代,白金漢宮就是因一塊窗簾布被雷電擊中而起火燃燒;上海電視台平均每年要遭受33次大的雷擊,每次雷擊都會使電子設備遭受不同程度的損壞;1992年6月22日,北京國家氣象中心多台計算機接口因感應雷擊被毀,損失二仟多萬元;1992年8月23日,贛州市60%的有線電視和50%閉路電視遭受過雷擊,其中91台電視機因感應雷擊而毀於一旦;2006年6月9日,南韓一架大型客機在空中遭受雷擊,頭部解體脫落,幸好沒有人員傷亡。
很多人都不清楚,地球也是一個帶電體。根據實驗測試,在地球表麵存在一個垂直向下的穩定電場,電場強度E約為100伏/米,場強的大小隨高度的增加而減弱。另外,根據實驗測試,在地麵附近大氣的電導率σ0約為3×10-14西蒙/米,且隨高度的增加而增加。由此可知地球表麵的電流密度j的方向指向地心,大小為:

這zhe裏li說shuo的de帶dai電dian,嚴yan格ge來lai說shuo是shi帶dai電dian體ti相xiang對dui於yu無wu限xian遠yuan處chu的de電dian位wei差cha,或huo物wu體ti的de電dian位wei中zhong性xing而er言yan。人ren們men在zai進jin行xing理li論lun分fen析xi的de時shi候hou,都dou是shi把ba無wu限xian遠yuan處chu定ding義yi為wei零ling電dian位wei,但dan在zai實shi際ji應ying用yong中zhong,人ren們men已yi習xi慣guan於yu把ba地di球qiu當dang成cheng零ling電dian位wei,這zhe對dui於yu一yi般ban的de實shi際ji應ying用yong,並bing不bu會hui造zao成cheng很hen大da的de影ying響xiang,但dan這zhe種zhong假jia設she有you時shi也ye會hui阻zu礙ai我wo們men的de視shi野ye。
任何帶電物體都可以看成是一個電容,電容量C = Q/U,Q為帶電物體的電荷量,U為帶電物體的電位,即指帶電物體到無限遠處的電位差。因此,地球也可以看成是一個大容量的電容,其電容量正好為1法拉。
這裏說的電容與電容器shiyouqubiede,dianrongqiyibandouyouliangkuaizhongjianyijiezhijueyuandejibanzucheng,dangdianrongqibeichongdiandeshihou,liangkuaijibandaidedianheliangxiangdeng,danfuhaoxiangfan,zaidianrongqiliangjibansuodaidedianhebugaibiandetiaojianxia,liangkuaijibanzhijiandedianya,keyindianrongqiliangjibanzhijiandejuligaibianergaibian,qidianrongliangdedaxiaoyehuigenzheliangjibanzhijiandejuligaibianergaibian,zheshiyinweiliangjibanzhijiandianchanghuxiangzuoyongdeyuangu。
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實際上,地球不但是個電容(相對於無限遠處),並且地球還相當於電容器的一個電極,電容器的另一個電極是電離層,而大氣層就是電介質,如圖1所示。
地(di)球(qiu)帶(dai)電(dian)的(de)原(yuan)因(yin),一(yi)個(ge)是(shi)由(you)於(yu)地(di)球(qiu)作(zuo)為(wei)一(yi)個(ge)冷(leng)星(xing)球(qiu)長(chang)年(nian)都(dou)在(zai)接(jie)收(shou)大(da)量(liang)帶(dai)電(dian)宇(yu)宙(zhou)射(she)線(xian)微(wei)粒(li)子(zi)的(de)輻(fu)射(she),另(ling)一(yi)個(ge)是(shi)外(wai)層(ceng)空(kong)間(jian)紫(zi)外(wai)線(xian)對(dui)空(kong)氣(qi)照(zhao)射(she)產(chan)生(sheng)電(dian)離(li)層(ceng),並(bing)對(dui)地(di)球(qiu)表(biao)麵(mian)產(chan)生(sheng)感(gan)應(ying),以(yi)及(ji)熱(re)氣(qi)流(liu)互(hu)相(xiang)摩(mo)擦(ca)帶(dai)電(dian)而(er)產(chan)生(sheng)感(gan)應(ying)等(deng)等(deng)。
根據基爾霍夫定理:流過任何導體電流的代數和都等於零,即:
根據(5)式結果,地球不但有電流流入,而且也應該有電流流出,那麼流出地球的電流到哪裏去了呢?
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