EMI/EMC原理與應對詳解（一）

一、電磁干擾無(wú)處不在

　　1、一個(gè)讓人膽戰心驚的星球

　　電磁干擾對人類(lèi)危害最大的，實(shí)際上還是我們居住的地球，其中雷電干擾對人類(lèi)的生活危害最大。雷電不但對人類(lèi)的生存造成很大的威脅，對樹(shù)木、森林、房屋、建筑，以及電器設備都會(huì )造成很大的損害和破壞。

　　根據統計，地球每一秒鐘就有100多次閃電，每次閃電產(chǎn)生的能量可供一個(gè)100瓦的燈泡點(diǎn)亮3個(gè)月；在雨季，平均每6分鐘就有一個(gè)人被雷電擊中；每年有成千上萬(wàn)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(jīng)常使高壓電網(wǎng)、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(guò)雷電嚴重破壞，上個(gè)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；上海電視臺平均每年要遭受33次大的雷擊，每次雷擊都會(huì )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臺計算機接口因感應雷擊被毀，損失二仟多萬(wàn)元；1992年8月23日，贛州市60%的有線(xiàn)電視和50%閉路電視遭受過(guò)雷擊，其中91臺電視機因感應雷擊而毀于一旦；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(méi)有人員傷亡。

　　很多人都不清楚，地球也是一個(gè)帶電體。根據實(shí)驗測試，在地球表面存在一個(gè)垂直向下的穩定電場(chǎng)，電場(chǎng)強度E約為100伏/米，場(chǎng)強的大小隨高度的增加而減弱。另外，根據實(shí)驗測試，在地面附近大氣的電導率σ0約為3×10-14西蒙/米，且隨高度的增加而增加。由此可知地球表面的電流密度j的方向指向地心，大小為：

　　這里說(shuō)的帶電，嚴格來(lái)說(shuō)是帶電體相對于無(wú)限遠處的電位差，或物體的電位中性而言。人們在進(jìn)行理論分析的時(shí)候，都是把無(wú)限遠處定義為零電位，但在實(shí)際應用中，人們已習慣于把地球當成零電位，這對于一般的實(shí)際應用，并不會(huì )造成很大的影響，但這種假設有時(shí)也會(huì )阻礙我們的視野。

任何帶電物體都可以看成是一個(gè)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(wú)限遠處的電位差。因此，地球也可以看成是一個(gè)大容量的電容，其電容量正好為1法拉。

　　這里說(shuō)的電容與電容器是有區別的，電容器一般都由兩塊中間以介質(zhì)絕緣的極板組成，當電容器被充電的時(shí)候，兩塊極板帶的電荷量相等，但符號相反，在電容器兩極板所帶的電荷不改變的條件下，兩塊極板之間的電壓，可因電容器兩極板之間的距離改變而改變，其電容量的大小也會(huì )跟著(zhù)兩極板之間的距離改變而改變，這是因為兩極板之間電場(chǎng)互相作用的緣故。

　　而這里所指的電容，其電容量是不會(huì )因帶電物體的位置改變而改變的。因此，這里說(shuō)的電容是相對于一個(gè)孤立帶電物體而言，不受其它電場(chǎng)所影響，而電容器則是相對于兩個(gè)或兩個(gè)以上帶電物體而言，電容大小要受兩個(gè)或兩個(gè)以上極板產(chǎn)生的電場(chǎng)互相影響。另外，電容充放電是不需要回路的，兩個(gè)帶電體互相接觸，誰(shuí)的電位高，誰(shuí)就要放電，誰(shuí)的電位低，誰(shuí)就會(huì )被充電，而電容器充放電必須要有一個(gè)閉合回路。

　　實(shí)際上，地球不但是個(gè)電容（相對于無(wú)限遠處），并且地球還相當于電容器的一個(gè)電極，電容器的另一個(gè)電極是電離層，而大氣層就是電介質(zhì)。如圖1所示。

　　地球帶電的原因，一個(gè)是由于地球作為一個(gè)冷星球長(cháng)年都在接收大量帶電宇宙射線(xiàn)微粒子的輻射，另一個(gè)是外層空間紫外線(xiàn)對空氣照射產(chǎn)生電離層，并對地球表面產(chǎn)生感應，以及熱氣流互相摩擦帶電而產(chǎn)生感應等等。