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电磁感应与干扰
任何导体,只要有电流通过,在它的周围就会产生磁场,磁场又会对周围的导体产生感应,并产生感应电动势,因此导体中的电流同样也会对其它物体产生磁感应干扰。
我们知道电感L可以表示为:单位电流产生的磁通,即:L = Φ/I (11)
上式中,L为电感,Φ单位为亨利,为磁通量,单位为韦伯,I为电流,单位为安培。但(11)式中要直接测量磁通量是非常困难的,在工程应用中一般都通过测量自感电动势的方法来测量电感量:即:当每秒钟流过电感线圈的电流为1安培,而电感线圈产生的自感电动势为1伏时,则电感线圈的电感量为1亨利。因此,电感量也被称为自感系数。由此,上面(11)式又可以表示为:e = L●di/dt (12)或 e = dΦ/dt (13) 以及 e = SdB/dt (14)
(14)式中S是磁通穿过的面积,B为磁感应密度,这里假设磁感应密度为均匀分布,但实际上是不可能的,但这里并不影响我们后面对问题的分析。
一般来说,恒定的电场或磁场对电路或电器设备造成的干扰是不会很大的。“干扰”这个词的本意就是指,对某个正处于稳定工作状态的系统产生不良的影响,因此,对电路或电器设备造成严重干扰的,主要是不断变化着的电场或磁场。即:i = C●dv/dt (15)e = M●di/dt (16)
显然(15)式中,i是表示干扰电流,C为电容,或电荷感应系数,dv/dt为电压变化率;(16)式中,e是表示干扰电动势,M为磁互感系数,或磁感应系数,di/dt为电流变化率。在电路中凡是涉及到电磁干扰的地方,都与dv/dt或di/dt的大小有关,所以我们还可以把dv/dt或di/dt定义为电磁干扰的动量系数。
磁互感系数或磁感应系数M,表示流过某个电感L或导体中的电流所产生的磁场对另一个电感或电路产生影响的力度。如果我们把电感L称为电感器与电容器C进行对应的话,那么,磁互感系数或磁感应系数M同样也可以与电荷感应系数C进行对应,可惜人们很少把电容器C与电荷感应系数C分别进行理解。
图5是交变磁场产生互相感应(简称互感)的工作原理图。
图 5中L0为产生磁力线的电感线圈,即:正在通电的线圈,它产生的磁力线一部分穿过磁感应线圈L1,使磁感应线圈L1产生感应电动势e1,e1 = M1●di/dt;同时,L0产生的另一部分磁力线也在穿越印制板线路L2,使印制板线路L2产生感应电动势e2,e2 = M2●di/dt。显然,感应电动势e1和e2都不是我们进行电路设计时所希望产生的,因此,把它们称为干扰电动势,或称为干扰信号。电子设备中,大部分干扰信号都是这样产生的。
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