设计工程师EMC经验分享

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主持人：接下来我们有请陶显芳老师，我相信很多工程师也听过陶显芳的演讲，因为我们电子元件技术网请过陶显芳老师给我们做过演讲，很多工程师大部分是慕名而来，今天的讲演陶显芳老师也做了精心的准备，PPT有点多，今天的时间可能会紧张，不过陶老师表示可以在会后抽空开一个讲座，更细致具体和大家分享一下，我们把接下来的时间交给陶显芳老师。
陶显芳：各位来宾、女士们、先生们下午好！大家听了一整天报告大家都很累了，我下面讲的报告相当精彩，我希望大家再坚持。我今天讲的内容相当多，估计讲不完，不过大家可能对这些内容都相当感兴趣，我前两天，在路上看到一个粉丝，他一听到我的名字他就给找我签名我真的很感动，当然也碰到很多粉丝专门从珠海过来听我的报告我也非常感谢，我今天主要讲6个内容。相对来说比较多，而且都是原理性的，我尽量满足大家要求，我还希望大家主动提问。
这次电路保护与电磁兼容研讨会的主办方 中国电子展(www.aidzz.com)、电子元件技术网(www.cntronics.com)和我爱方案网(www.52solution.com)表示感谢！
先讲一下电的概念，可能很多人对电有一点点概念，但是真正对电的认识我估计还是一知半解，为什么呢？首先这个电是通过我们的感性认识不断地加深的，那么，在几千年以前我们的老祖先就已经提出电的概念了，后来电又通过福特发明干电池以后，定义有正电和负电，后来，居里夫人又发现了这个是放射性的元素，他们又提出了一个量子力学，就是物理学的概念，那么又把这个物质分成是一个个由很小很小的粒子，也就是微粒来组成的，当时很多把这些东西叫做原子，有原子核和电子，电子带负电，里面的原子核带正电，现在又发现了，原子核里面还有带电的东西，如果正电子和负电子之外还有很多，很多带电的物质产生的电磁场，电子根本就没有流到对方去，但是电磁场比我们现在所认识的电子还更加深一个层次，还有，现在我们通过这个量子力学，现在已经发现了四种力，为什么呢？我们都认为物质是运动的，运动的物质有两种，运动的方式一种是直线运动，一种是曲线运动，如果大家都做直线运动的话，那物质都散了，就不存在今天大家这样了，除了这个还有一个吸引力在这里，把这些收拢回来，这几个力应该叫做活力，能够把这些物质聚合起来能够变成一个原子，这个粒子相当强大，今天很多原子弹爆炸都是核力，另外一个是力，大家不知道到底是怎么发生的，但是力气相当大，它会把一个很大的力发生起来，第三个是电场力，它无限吸引，到最后一个就是万有引力，像太阳一样，地球围绕太阳旋转，它有吸引力，这四个力是一个比一个大，我们今天所研究的静电和雷电，下面我们讲这个电场感应这些电怎么发生的？
这里参考自电子元件技术网的元器件知识库(http://www.cntronics.com/public/baike  )栏目或是我爱方案网的知识堂(http://www.52solution.com/knowledge )频道！
主要是电场感应发生的，首先看电场，当一个物体带电以后，旁边如果有一个物体靠近的话它就会产生一个局部带电，靠近旁边的物体的话，它就会一头带负电，一头带正电，中间不带电的，那么，这个就是极化带电，这个会产生一个电压，两个之间有一个电位差，这两个电位差距离就是电场强度，就是说在电压越高，两边电位越高的话，电场强度就越高，那么，电场感应它如果有一个不断改变的定位，不断改变的话，它这里面就会产生电流，这边电流那边走，负的电流就往那边走，这个导体不需要回路，只要一个就是单独一根导线就交变电磁场，我们现在是回路的电流是旁边我们还要讲长线，这种电流更加厉害.
还有跟它的力就是单位电场产生的电子束和电荷有关，那么叫做迁移率，那么现在我们讲回电，都是围绕电场产生的，电从哪里来呢？本身地球就是带负电，带6000多伏，好像是负4×10的 5次方，很高的电压在地球表面，与我们的30多公里来说带静电，我们在这个地球表面上面所有的东西，都带这个，会产生很长的电场，长度大概每一米就有 100V的电位差，我一个人站在外面往后对着太阳的话，这是负100V，那么，如果一个人从外面就是走进来，一到门口的话，就相当大了，不需要什么摩擦，你从外面一走进来，因为这个是本地的，你就带上静电了。
这个是检验地球带静电的原理，这个底下是一个地球，当对这个地球的时候它会产生一个感应，那么，你用一个导线把那个地球连起来，以后它就是零电位了，那边就是负电位了，把法拉第盒里面才知道，里面的验电器激磁就张开了，很简单的，用什么都可以，牛奶罐都可以。
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下面我们讲一下雷电的产生，那么，因为这个地球带了一个负电，400多万伏，上面这个的话所有的物体都会带电，比这个是云，各个云的话它会带上正电，下面带负电，然后这个云的风一吹，一朵大云变成两朵，这两个带电的物体的话，你说已经带电了，你一碰起来的话，他又会更加带电，这相当是电容被带的电，然后两个相同电荷的组合起来，他们的能量也更加高，电伏也更加高，像两朵云，然后，当这个云碰到一起的时候，它就形成回路了，一个是云跟大地之间，这个就是雷电的原理。

刚才苏州泰思特的赵总也谈了摩擦带电，那么不需要摩擦，两种不同的物质靠在一起，你一离开他他也会带电，不管你是绝缘体也好，还是金属也好，你都会带电，那么，两个靠在一起，中间会产生一个节点，半导体，一靠近它的时候，它会这边电流会跑到那边去，跑到中间，注意整体没带电荷，这是平均而言，但是中间它已经交换完了，你一拿开，如果这来块是绝缘体，这是高分子材料，里面电荷分布的话，它来不及跟电场分布的变化程度，现在说，每个金属的话，你那个什么把电场的比例，慢慢很快的装上了.
但是这种绝缘体高分子材料不会马上给你中和，他中和的比较慢，带上一段时间的电，把你的反复感应，很高的话，一般在干的时候，穿的衣服，带了3000多伏穿在衣服，如果不注意的话，摸一摸电梯上的扶手，不要用手摸电路的腿，你穿皮鞋不是光着脚，你身上一般都带上静电，我们反复测过，一般平均都要1200V左右，你脚动一下就有几千伏，都要好几千伏，但是它的量很小，因为带电物体就相当于一个电容，电容的话，它的大小就相当于电荷的多少，电容越小，在相同的电流就越高。

雷电其实也是一种静电，对这个电器的危害，这是一个电视机被打坏了，一个是液晶电视开关电源，这个也是被打坏了，这个是电脑，每年夏天打雷的时候都有损坏很多很多，电脑、电视机这些东西，原来我在康佳公司技术部工作过，每年都是相当忙的，尤其是夏天的时候。
后来我们讲电子线路中的电磁干扰，电磁干扰是一个统称，它分两个，一个是电干扰，一个是磁干扰，这两个是互相可以转换的，但是在工作原理的时候，最好是把电跟磁两个分开，那么，这个电磁干扰分两个，一个是传导干扰，一个是辐射干扰，这个传导干扰还分共模还有一个差模，那么，可能大家对这个共模的干扰可能不是很熟，共模在这里面是最麻烦的，大家都不知道它是怎么发生的，差模大家可能比较知道，电磁干扰的话，分两个，一个是电磁，一个是磁场，起因就是因为电容器不断地拿回去放电，就是电容不断地进入重新分布，这种干扰是无处不在的，进行充一下电或者放一下电，在另外一个星球上面也会产生反应.
完整版原文地址：http://www.cntronics.com/public/seminar/content/type/article/rid/150/sid/28
磁场也一样，这个电磁场的传播速度现在基本上已经能够大概测出来了，大概是每秒钟30万公里，在导体里面传播速度没那么高，一般讲电磁波的传播速度既有空间的，如果我们讲波长的话，在导线里面的波长的话，没有那么长，一般三个都不到，空气里面的三个不到，另外传输性的分布电流有关，好，那么，电场感应与电容是完全对应的，当你的物体带电的时候，电容是相对无限远处的一个电流，它电流跟电容器是两个概念，我们电容器是相当于两个电容，分析的时候，有带电的物体看成是电容，当带电的电容跟另外一个没带电的物体靠在一起的时候有一个感应，不带电的物体之间就有一个固定的，那么，如果你也把两个当成电容器，你可以单独把它电容.
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将来把他分析的话会特别方便，这个电容器跟电感是对应的，它会产生磁场，电容一样，一带上电也会产生电感应，变压器不会产生感应，那么电容器的话，两个之间，电容器跟电压是对应的，电感和电容是对应的，这样理解的话它的关系是完全不一样的，那么，电容的话，它的关系是电容器等于电荷除以它的电容，物体上单位电压储存的电荷，那么，它带的电荷是只对无限远处，我们无限远处的好弄，其实这个不存在，你把地球定义为人的话，因为地球本身就带电，你这个参考就没价值，这是绝对的地方，大家都拿他算出来电位，两个电位之间，两个电容的差就是它的电容器，这样计算起来就很方便了，下面我们就讲电容器，电容器实际上是两个电容的组合.

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