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1、電磁干擾及電磁相容導論陳金德錢嘉宏0電磁波緒論1電磁波特性電磁波傳播速度(c)=頻率(f)?波長(?)c=3?108m/secf:1/sec?:m(公尺)振幅:能量強度相位0~2?2輻射種類輻射是能量傳播的一種方式，例如：太陽光、燈光、熱等都是輻射。廣義的輻射依能量的不同，可分為非游離輻射與游離輻射.非游離輻射的能量較低，如太陽光、微波及無線電波游離輻射的能量較高（約大於12.4KeV）可將物質(zhì)游離產(chǎn)生荷電的正負離子包括粒子輻射（如α、β、中子等)及電磁輻射(如X-射線、γ-射線）。其中α粒子是氦核帶正電、β電子帶負電；中子、X-射線及γ-射線則不帶電。3電磁波頻譜
2、4電場與磁場電場E磁場H1.由電壓造成檯燈插上電源但開關是off,此時由電壓產(chǎn)生電場。2.量測單位:伏特/米(V/m)或仟伏/米(kV/m)1kV=1000V3.很容易防護只要外接物體即可消除(如樹木或建築物)4.電場強度隨著離電源距離的增加而降低1.由電流流動所造成檯燈插上電源開關是on,此時流動的電流產(chǎn)生磁場。2.量測單位:高斯(G,gauss)或特斯拉(T,tesla)1milligauss(mG)=0.1microtesla(μT)milli(m):千分之一micro(μ):百萬分之一3.不易借由其它物體防護消除4.磁場強度隨著離電源距離的增加而降低5輻射近
3、場與遠場6輻射天線之空間輻射電磁場 強度估算公式E=√30GP/rH=E/377B=μ0HP:為天線輸出功率，單位為Wr:為量測點與輻射天線間之距離，單位為mG:為輻射天線增益(Gain)；偶極性天線，其值約為1.5?1.6B:為磁通密度，單位為特斯拉(Tesla),1Tesla=10,000高斯(Guass,G)μ0:為空氣磁化係數(shù)，其值為4π*10-7H/m7空間射頻輻射電磁場 功率密度估算公式1.已知空間射頻輻射電場強度E(V/m)者功率密度Pd=E2/377W/m2，與電場強度平方成正比2.已知空間射頻輻射磁場強度H(A/m)或磁通密度B(Tesla)者功率
4、密度Pd=377*H2=377*(B/μ0)2W/m2，與磁場強度或磁通密度平方成正比8導線電流產(chǎn)生周圍磁通密度之估算公式(1)帶有電流之單一長導線Ir距離導線r公尺之磁通密度(B)=μ0I/(2πr)Tesla，與距離成反比若導線電流為1安培?則距離導線10公分之磁通密度為20毫高斯(mG)?距離導線1公尺之磁通密度為2毫高斯(mG).9導線電流產(chǎn)生周圍磁通密度之估算公式(2)帶有電流之雙長導線，且各導線電流大小相同但方向相反，如一般設備之電源線IdIr兩導線距離d公尺，若r?d，每一導線所產(chǎn)生之磁場方向相反而抵消，則距離導線r公尺之磁通密度(B)=μ0Id/(2
5、πr2)Tesla，與距離平方成反比若導線電流為1安培，兩導線相距2公分?則距離導線10公分之磁通密度為4.0毫高斯(mG)?距離導線1公尺之磁通密度為0.04毫高斯(mG)10電磁場屏蔽策略靜磁場屏蔽靜電場屏蔽---使用良好導體材料(即導電係數(shù)σ很大)，如銅、鋁等，即可達到幾乎完全屏蔽效果低頻磁場(或準靜磁場)屏蔽低頻電場(或準靜電場)屏蔽高頻遠場平面輻射電磁場(PlaneEMField)屏蔽11靜磁場屏蔽12.仍以磁性材料為主要屏蔽材料.使用非磁性導體作為屏蔽材料，會在導體表面感應電流而形成反向磁場，抵消原先磁場一部份；此反向磁場大小會隨頻率增加而增加，增強屏蔽
6、效果。同時若此屏蔽材料距離低頻磁場源愈遠，屏蔽效果愈大.基本上，低頻率之低波阻抗(LowWaveImpedance)磁場很難使用屏蔽材料來達到屏蔽效果低頻磁場(或準靜磁場)屏蔽13低頻電場(或準靜電場)屏蔽14高頻遠場平面輻射電磁場(PlaneEMField)屏蔽15電磁相容16電磁相容工作環(huán)境17電磁相容相關名詞釋義1.電磁相容(ElectroMagneticCompatibility,EMC)的定義某一設備或系統(tǒng)，或很多設備同時運作時，在電磁環(huán)境中滿足其操作性能而不致產(chǎn)生難以承受環(huán)境中電磁干擾的能力。2.電磁干擾((ElectroMagneticInterfer
7、ence,EMI)的定義某一設備或系統(tǒng)在操作過程中，出現(xiàn)不利於其他電子設備或系統(tǒng)運作功能的訊號，而此訊號是不想要的且是無意義的。3.電磁感受性(ElectroMagneticSusceptibility,EMS)的定義裝置、設備或系統(tǒng)不會因周圍電磁干擾而產(chǎn)生性能劣化的能力。4.劣化的定義設備或系統(tǒng)之操作性能因電磁干擾而產(chǎn)生不期望的改變。劣化不表示故障或完全之毀壞。18EMI及EMS之定義從電源線跑出從散熱孔跑出從輸入/輸出信號線跑出從儀表板跑出從未作電磁防護的機殼跑出EMIEMS從電源線跑入從散熱孔跑入從輸入/輸出信號線跑入從儀表板跑入從未作電磁防護的機殼跑入1
