能量以電磁波的形式通過空間傳播的現(xiàn)象稱為電磁能輻射或電磁輻射。當(dāng)電磁輻射強(qiáng)度超過人體或儀器設(shè)備所能容許的限度時(shí)將產(chǎn)生電磁污染和對(duì)其他系統(tǒng)的干擾。
1、電磁輻射
這里研究單元輻射子的電磁輻射規(guī)律。有電偶極子型和磁偶極子型兩類。
傳導(dǎo)電流與位移電流共同激勵(lì)磁場(chǎng),磁場(chǎng)變化與庫(kù)侖電荷共同激勵(lì)電場(chǎng),而電磁場(chǎng)以波的方式傳播。
電磁波是橫波,電磁場(chǎng)分布具有方向特性。
電磁功率的面密度為坡印亭矢量,單位是W/m2
2、射頻電磁場(chǎng)
無線電波按其頻率和波長(zhǎng)可以分為八大類。其頻率從3kHz至3000GHz,波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)于100km至0.1mm。射頻電磁場(chǎng)通常是指100kHz以上的無線電波。微波是分米波、厘米波和毫米波的統(tǒng)稱。繼無線電波之后是紅外線、可見光、紫外線、χ射線和γ射線。
影響場(chǎng)強(qiáng)的因素有兩類:一類是場(chǎng)源分布;另一類是介質(zhì)的分布。
電磁耦合途徑
電磁耦合途徑分為三類:輻射耦合、傳導(dǎo)耦合、感應(yīng)耦合(電感應(yīng)耦合、磁感應(yīng)耦合)。
一、輻射耦合
輻射耦合:射頻設(shè)備所形成的電磁場(chǎng),在半徑為一個(gè)波長(zhǎng)的范圍之外是以空間輻射的方式將能量傳播出去的;射頻設(shè)備視為發(fā)射天線。
而在半徑為一個(gè)波長(zhǎng)的范圍之內(nèi)則主要是以感應(yīng)的方式將能量施加于附近的設(shè)備和人體上的。
借助單元輻射子理論,分析射頻電路所產(chǎn)生的輻射耦合影響,無論是小段電路單元還是小型回路,輻射電場(chǎng)強(qiáng)度均與1/r成比例。
二、傳導(dǎo)耦合
傳導(dǎo)耦合:通過電路回路間公共阻抗或互阻抗形成的耦合。
借助電路理論可以直接計(jì)算傳導(dǎo)耦合的影響。若回路1和2各自獨(dú)立,互不影響,回路1中有電流,回路2中無電流。若回路1和2有公共阻抗,回路1有電流則回路2也有電流,形成傳導(dǎo)耦合。
典型的共阻抗耦合發(fā)生于接同一地網(wǎng)的兩回路之間。如回路1為工頻電力線路,接地網(wǎng)阻抗可視為電阻,則共阻抗耦合成為電阻性耦合。
降低耦合的兩種思路:“短路”和“斷路”。電磁污染電源和感受設(shè)備之間的相互作用可表述為一個(gè)雙端口網(wǎng)絡(luò),其間經(jīng)由阻抗ZA、ZB、ZC形成的T型網(wǎng)絡(luò)相連。如果ZC=0即短路,則發(fā)送端向感受端輸送的能量為零。如果ZA、ZB為無限大,即開路,發(fā)送端向感受端輸送的能量也為零。實(shí)際應(yīng)用中,根據(jù)短路的概念盡量降低接地電阻;根據(jù)開路的概念盡量隔開發(fā)送與感受的兩端,距離越遠(yuǎn)越好,或者在其間加入屏蔽,減少耦合。
三、電感應(yīng)耦合
以平行接近的架空電力線路與通信線路為例。高壓架空線路對(duì)地電壓U1很高。其導(dǎo)線上充有電荷,并在周圍建立有強(qiáng)電場(chǎng)。處于該電場(chǎng)中的通信線路導(dǎo)線上將感應(yīng)有對(duì)地電壓U2。通信線路導(dǎo)線表面靠近電力線路一側(cè)感應(yīng)有異號(hào)電荷;另一測(cè)感應(yīng)出同號(hào)電荷。通過庫(kù)侖電場(chǎng)產(chǎn)生耦合,稱為電感應(yīng)耦合。若站在地上的人接觸通信線路,則將有電流流過人體,電流過大,可能產(chǎn)生危險(xiǎn)。
四、磁感應(yīng)耦合
兩對(duì)短傳輸線平行并接近,當(dāng)回路1中有交流電流I1時(shí),由于兩回路間互磁鏈的存在,在回路2中將產(chǎn)生互感電壓。若回路2是通路,將產(chǎn)生電流。這*是電磁感應(yīng)耦合,簡(jiǎn)稱磁感應(yīng)耦合。通過互感產(chǎn)生耦合,又稱電感性耦合。耦合的強(qiáng)弱與互感量的大小相關(guān);如果互感量為零,將無電感性耦合。
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