电磁兼容概述及理论基础

电磁兼容原理及应用教程 电磁兼容概述及理论基础 电磁兼容原理及应用教程 第 1章 电磁兼容概述 电磁干扰会破坏或降低电子设备的工作性能（例） 雷电电磁脉冲会造成灾难性后果（例） 电磁干扰会对航天系统造成灾难性后果（例） 磁场对人体的危害 磁脉冲在军事上的应用 电磁兼容原理及应用教程 认证 开展电磁兼容认证的重要性 电磁兼容认证的技术要求 增强电磁兼容认证意识，提高产品竞争力 电磁兼容原理及应用教程 第 2章 电磁兼容理论基础 号的分类 信号分类多种多样，从信号函数自变量和幅度的取值形式出发，基本上可以分为连续信号和离散信号两大类。 电磁兼容原理及应用教程 连续时间信号 如果信号随时间连续变化，也就是在观测过程的连续时间范围内信号函数有定义，则称连续时间信号，用 表示，如图所示： ()离散时间信号 若信号函数仅在规定的离散时刻定义，则称离散时间信号，用 表示， 是某特定时刻，右图表示每相邻两个时刻的时间间隔相等的离散时间信号，离散信号的时间间隔也可以不相等。 )( 工程中遇见的信号就其变化规律的特性来划分，可粗略归结为确定信号和随机信号两类，这是根据信号能否用明确的数学函数关系描述进行分类的。 电磁兼容原理及应用教程 确 定 信 号 如果信号的未来值可以用某个函数准确地描述，则这类时间信号称为确定信号，如正弦信号，它可以用正弦函数描述，给定的某一时刻就可确定相应的函数值，所以在相同条件下能够准确地重现。 电磁兼容原理及应用教程 随 机 信 号 如果给定任一时刻，信号的值是随机的，换句话说信号的未来值不能用精确的时间函数来描述，无法准确地预测，在相同条件下也不能准确地重现，则称该信号为不确定信号或随机信号。由于这类信号的未来值随时间推移随机地变化，因此只能用概率分布来描述，或用统计平均值来表征，所以又通称为统计时间信号。随机信号幅度的取值在任一时刻是随机的，所发生的物理过程是个随机过程，人们可以用实函数表示其样本函数的集合， 如图所示： 电磁兼容原理及应用教程 随 机 信 号 电磁兼容原理及应用教程 综 述 常见信号的分类可归纳如下： 信 号 确 定 信 号 随 机 信 号 周 期 信 号 非周期信号 平稳随机信号 非平稳随机信号 简谐周期信号 复杂周期信号 准周期信号 瞬变信号 各态历经过程 非各态历经过程 一般非平稳随机过程 瞬变随机过程 电磁兼容原理及应用教程 用不同的时间函数描述具有不同形式的信号波形称为信号的时域分析。 频域分析是对信号在频率域内进行分析，将分析的结果绘成以频率为坐标的各种物理量的谱线和曲线，可得到各种幅值谱、相位谱、功率谱和各种谱密度等。 信号的时域分析与频域分析既相互独立又密切相关，可以通过傅立叶变换把它们联系起来并互相转换，图 电磁兼容原理及应用教程 电磁兼容原理及应用教程 数学上已经证明，具有周期 件，就可以分解为傅立叶级数。此条件下任一周期信号可以用三角函数 (正弦型函数 )的线性组合来表示，称为三角形式的傅立叶级数展开，即 )s o s(2)( 0010 nn n )s i nc o s(2)( 0010 电磁兼容原理及应用教程 上式中 00/20/202( ) c o s d , 0 , 1 , 2x t n t t 2/2/0000d)(2 20/ 202( ) s in d 0 , 1 , 2x t n t t ， 电磁兼容原理及应用教程 也可写成下述形式： 001( ) s )2 t A n t 式中 00221n n a 电磁兼容原理及应用教程 上述周期信号展开成傅立叶级数的物理意义是十分明确的，它表明一个周期信号可分解成直流分量与一系列谐波分量之和。或者说周期信号可看作是由一个直流分量和一系列谐波分量叠加而成。通常把时所得称为基波，把时所得各项分量依次称为二次谐波分量、三次谐波分量、 、 电磁兼容原理及应用教程 傅立叶级数展开式除用三角函数形式表示外，还可以用复指数形式表示。三角傅立叶级数和复指数傅立叶级数实质上是同一级数的两种表现形式，将欧拉公式 2o i 电磁兼容原理及应用教程 代入式 (到复指数形式的傅立叶级数表示式可得： 0 0 0 0j j j ) e e e ( ) en t n t n t n tn n nn n n nx t c c c c X n w 它表明一个周期信号可以由无限多个复指数信号组成， 是基波频率， 0 0n是 是 们的 振幅和相位由 中 2)j( 000/2 01( ) e d ( )T t t X ,2,1,0 总之，上述两种不同形式的傅立叶级数均表明，任意波形的周期信号都可以分解为由两种基本连续时间信号，即正弦信号或复指数信号所组成。所以都属于用时间函数表示的时域分析范畴。不同形状的周期信号，只是组成的各个谐波的频率、幅度和初相位有所不同而已。 电磁兼容原理及应用教程 ),( t)()( 0凡信号波形在区间 不再重复出现， 时间非周期信号。从数学上可认为，它是周期趋于 即信号函数不存在 ，则该信号称为连续 无限的周期信号。 根据周期信号的傅立叶级数表示式为 000( ) ( ) e l i m ( ) n t n t X n X 000) ( ) e l ) n t n t X n X 电磁兼容原理及应用教程 21)( j 21)( j 成一对傅立叶变换。它把连续频谱 函数变换为连续时间函数，故称之为频谱密度 ()X 的傅立叶反变换。该式说明一个非周期信号是由无 限多个幅度 )2d)( t类似周期信号，通过傅立叶级数 把信号分解成无穷多的复指数或正弦信号的线性组 合，从而在时间域对信号进行分析。但在频率域它 们却有明显不同，这主要表现在周期信号的频谱是 电磁兼容原理及应用教程 离散的复频域，表示的是每个谐波分量 (单一频率 )的复振频，而非周期信号的频率是连续的频谱，表示的是每单位带宽内所有谐波分量合成的复振频。 常用的傅立叶变换的性质见下图： 电磁兼容原理及应用教程 电磁兼容原理及应用教程 常用的傅立叶变换对 电磁兼容原理及应用教程 电磁兼容原理及应用教程 电磁兼容原理及应用教程 3. 离散时间周期信号 (周期序列 )分析 离散时间信号是一个在离散时刻取有限值的信号。它可以是客观存在的信号，也可以是一个时间连续的模拟信号 按一定时间间隔 然，取样过程就是把一个连续时间函数的信号，变成为具有一定时间间隔才有函数值的离散信号过程。 )(一个连续时间周期信号是无限多个呈谐波关系的复指数信号的线性组合，即 考虑到周期序列在满足 为有理数时，是连续周期信号在时间上的离散化，所以一个周期序列在时域也可以用复指数序列形式的傅立叶级数来表示， 将 t= k 0 e)(e)( e)(e)( 1)( 0 00 2/0电磁兼容原理及应用教程 j0 e)()( j0 e)()( 式中有 )(0000称为离散域的基本频率，单位为弧度， 0k是 里特别需要指出，当周期信号从连续域变换到离散域后，它的频率 也是从 的无限范围，映射到 电磁兼容原理及应用教程 从 2020的有限范围内。因此，在连续域傅立叶级数 可表示为具有无限多个频谱分量，而在离散域只含有有限个谐波分量，总共谐波数为 0/2由于 2(0 使上式求和的上下限仅有 N 项，即 10)( 是一个有限项级数，因此可 以认为，对离散时间周期信号，若用代表正交函数集的 复指数序列来表示，则该集合是有限的。 频率分量，这就是连续时间与离散时间周期信号用傅立 叶级数表示的一个重要区别。此外，区别还表现在表示 各谐波复振幅的傅立叶系数上。 电磁兼容原理及应用教程 设已知在一个周期 0时间间隔 共得样点 N。将 0 d 0010T 1)( 0 00 得 101)( 1,0 n 为时间离散变量， N/2离散域基频。所以 )( 0量的复振幅，反映了各谐波分量的幅度和相位。用 它可以表示离散时间周期信号的频谱。 电磁兼容原理及应用教程 离散时间周期信号的频谱是一个以 )2(周期性离散频谱，各谱线之间的间隔为 20 ，而且存在着谐波的关系。 电磁兼容原理及应用教程 4. 离散时间非周期信号 (非周期序列 )分析 离散时间傅立叶变换就是离散时间信号从时域变换到频域和从频域变换到时域的一对线性变换。由于在时间上是连续的，因此它的频谱变化规律如前面所讨论的，时域取样信号是以取样频率为周期的周期连续频谱，即 )(电磁兼容原理及应用教程 即所谓离散时间傅立叶变换，它是以 或 2 为周期的周期函数，即 为整数 由于离散时间非周期信号可以看作是离散时间周期信号当周期 的极限情况，因此离散时间傅立叶变换的定义式同样也可以用离散时间傅立叶级数当 时来求得。 ss )( s N 2/2/e)(1e)(1)( ，各谐波分量的复振幅 趋于无限 小，因此如同连续时间傅立叶变换，可以采用频谱 密度来描述频谱的分布规律。为此，定义离散时间 非周期信号的频谱密度函数，即离散时间傅立叶变 换为 N )( 0j0 e)()( ， ， 所以上式可写为 N N d)/2(0 0)e(e)( 电磁兼容原理及应用教程 显然， 表示一个离散时间信号，即非周期序列的频谱密度函数，当 为有限长度 的序列时，有 同理，当周期 时，即 )e( e)()e( 10 n )(e)()e(10 Ne)(1 0 电磁兼容原理及应用教程 按 得 ， 故得 与 构成离散时间非周期傅立叶变换对。离散时间非周期信号的频谱是连续的以 为周期的周期性频谱，当 为实数时，幅度频谱是 的偶函数，相位频谱是 的奇函数。 20 2 N 2 N 2010n 21)( 20j )( n 21)( 20j 2)(离散时间傅立叶变换 (离散傅立叶级数( 的极限情况，它们的共同点是：在时域时间是离散的，在频域频谱都是以 为周期，周而复始。不同点是：离散时间周期信号的频谱是离散的具有谐波性， 是谐波的复振幅，适于用计算机计算，而离散时间非周期信号的频谱则是离散的，不具有谐波性， 表示频谱密度是连续变量 的函数，所以不便于利用计算机对频谱进行分析计算。 0X)(离散时间傅立叶变换 (连续时间傅立叶变换 (着密切的内在联系。它们的共同点是：在时域波形均为非周期，在频域 与 均表示频谱密度，分别为连续变量 及 的函数，所以都是连续频谱。而且在满足取值定理的约束条件下， 保存 的全部信息。不同点是： 是周期性而 是非周期的频谱，因而在求 的综合公式中只在频谱的一个周期区间 内积分，而在求 的综合公式中积分区间为 。再则由于离散时间信号时间是 )()(X )(X )(2,0 )( 电磁兼容原理及应用教程 离散的，所以 的表示式是求和式，而不同于 的表示式是求积分的变换式。 )(X)(傅立叶变换的应用 根据以上分析可以清楚地认识到，傅立叶变换是信号分析和处理中将信号由时间域转换到频率域而进行频谱分析的基本数学工具。运用傅立叶反变换，可将信号由频域的频率函数变换成时间域的时间函数。因此傅立叶正反变换给出了信号特性的时间域和频率域的对应关系。现举例说明傅立叶变换在信号分析和电磁兼容工程中的应用。 电磁兼容原理及应用教程 例 非周期信号矩形波 为 0 ，其余 应用傅立叶变换分析其频谱函数。 )(2 (2 ,电磁兼容原理及应用教程 通常 的频谱函数可直接应用傅立叶变换公式计算。根据傅立叶变换性质的线性特性和时频展缩特性来获得 的频谱函数。其频谱函数为 ： 频谱曲线如下图所示 )(2 2 tf)s i n(2)j( 电磁兼容原理及应用教程 电路与磁路 电路 电路是由若干电气器件或设备，按一定的方式和规律组成的总体，它构成电流的通路。 随着电流的流通，电路实现了电能的传输、分配和转换；或者实现各种电信号的传递、处理和测量。 电路的基本组成为 4部分：电源、负载、连接导线和开关。 电磁兼容原理及应用教程 在对电路进行分析时，往往在一定条件下，对实际电气器件加以理想化，略去其次要性质，用一个足以表征实际器件主要性质的理想元件来表示。即先用理想元件建立在一定条件下反映实际电路基本特性的模型，使问题得到合理的简化，然后对该电路模型进行定量分析。理想元件就是可精确定义并能表征实际器件的主要电磁性质的一种理想化元件。 电磁兼容原理及应用教程 理 想 电 源 实际电路中，电源向各种用电设备提供能量。实际电源种类繁多，但在一定条件下构成电路模型时，电源通常有理想电压源和理想电流源两种，它们均属有源二端理想元件。 电磁兼容原理及应用教程 理 想 电 压 源 理想电压源无论外部电压如何，其端电压总能保持定值或一定的时间函数。理想电压源的端电压与通过它自身的电流大小无关，其电压总保持定值或为某给定的时间的函数。然而，流经理想电压源的电流则是由其端电压及外接电路所共同决定的。由于理想电压源的电压与外接电路无关，其电流自然随外电路元件阻值的大小而改变，电流越大，理想电压输出的能量越大。若将理想电压源两端短接，则两端电阻为零，根据欧姆定律，电流将为无穷大 电磁兼容原理及应用教程 理 想 电 压 源 电磁兼容原理及应用教程 理 想 电 流 源 理想电流源无论外部电路如何，其输出电流总保持定值或一定的时间函数。理想电流源的输出电流与其两端电压大小无关，其电流总保持定值或为某给定的时间函数。但理想电流源两端的电压则由其电流及外接电路所共同决定。由于理想电流源的电流与外电路无关，其电压就随外电路元件阻值的大小而改变。 电磁兼容原理及应用教程 理 想 电 流 源 电磁兼容原理及应用教程 电 阻 元 件 电阻元件是从对电流呈现阻力而且消耗电能的实际电气器件中抽象出来的理想化元件。任何两端元件，如果在任何时刻，其两端电压和通过元件的电流之间的关系可以在伏安特性平面上用曲线表示，则称为电阻元件。用来描述电阻元件性能的参数是电阻或电导，其关系为。线性电阻元件的伏安特性曲线是通过坐标原点的直线，电阻元件上两端的电压与流过它的电流成正比，服从欧姆定律。 电磁兼容原理及应用教程 电 阻 元 件 非线性电阻元件的伏安特性不是一条过原点的直线，或者说非线性电阻的电压与电流之间不满足欧姆定律，即元件的电阻值随电压或电流改变而改变。计算非线性电阻的阻值时必须表明它的工作电压或电流，即表明是伏安特性某点上的阻值，此点称为工作点。 电磁兼容原理及应用教程 电 感 元 件 电感元件是实际电感器的理想化元件，它体现了元件储存磁场能量的性质。任意两端元件，如果在任意时刻，其电流和由它产生的磁链 之间的关系可以在 平面上用曲线来表示，则称其为电感元件。表征电感元件产生磁通储存磁场能量的参数为电感量 L。如果电感元件的韦安特性是一条过原点的直线，则称之为线性电感元件。对于线性电感元件，其自感 i电磁兼容原理及应用教程 电 感 元 件 其值为自感磁链 与电流 之比，即 电感元件上任意时刻的电压与电流有下列关系： 这就是电感元件的特性方程。由特性方程知，某一时刻电感线圈的电压取决于该时刻电流的变化率，当电感线圈中通以直流电流时， 磁兼容原理及应用教程 电 感 元 件 ，感应电势为零，电压为零，所以，在直流电路中理想电感元件相当于短路。 0d/d 电 容 元 件 电容元件是实际电容器的理想化元件，它体现了元件储存电场能量的性质。任意两端元件，如果在任意时刻，其极板上的电荷和元件两端的电压之间的关系可以在 平面上用曲线来表示，则称其为电容元件。在 平面上的关系曲线称为库伏特性。表征电容元件聚集电荷和储存电场能量的参数为电容 C。如果电容元件的库伏特性曲线是一条过原点的直线，则称之为线性电容元件。 电磁兼容原理及应用教程 电 容 元 件 对于线性电容元件，其电容值 值为电容任一极板上积累的电荷量 与其上的电压 的比值，即 。电容元件的特性方程为 从特性方程可知，在某一时刻电容器的电流取决该时刻电容器两端电压的变化率。电压随时间变化 (如交流 )越快，电流就越大；如果电压不随时间变化 (即直流 )，则 ，电流为零，这时电容器相当于开路。故电容器有隔 “ 直 ” 通“ 交 ” 之说。 qu d/d 路 磁通 (磁力线 )所通过的闭合路径称为磁路。线圈中通以电流就会产生磁场，磁力线将分布在线圈周围的整个空间。如下图： 电磁兼容原理及应用教程 如果我们把线圈绕在铁芯上如下图所示，则由于铁磁物质的优良导磁性能，电流所产生的磁力线基本上都局限在铁芯内。不仅如此，在同样大小的电流作用下，有铁芯时磁通将大大增加。也就是说，用较小的电流可以产生较大的磁通。这就是在电磁器件中采用铁芯的原因。 电磁兼容原理及应用教程 在通常情况下，空气是不导电的，电流只在铜线中流动。导电材料的电导率一般比电路周围绝缘材料的电导率大几千亿倍，因此，漏电流是极其微弱的。而铁磁材料的磁导率一般比非磁性材料(空气、铜、铝、纸等 )大几千倍。因此，我们只能说磁通基本上在铁芯里，空气中仍然还会有少量的漏磁通。工程上常用近似方法去处理它们，作初步分析时可略去不计。 电磁兼容原理及应用教程 磁路中的基本单位 在磁场中画一些曲线，使这些曲线上任何一点的切线都在该点的磁场方向上，这些曲线就称为磁通。磁场的强弱和方向可用洒铁屑的方法以磁力线的形式表示出来。磁通 (磁力线 ) 的单位在国际单位制中为韦伯，简称韦，单位符号 体周围的磁力线方向，规定从北极出来，通过空间进入南极，走最近的路线，且优先通过磁导率高的物质。 电磁兼容原理及应用教程 除了用磁通外，我们还要用到磁通密度 这一物理量，它是在与磁场相垂直的单位面积内的磁通，在均匀磁场中 式中 就是与磁场相垂直的面积 通密度是表示磁路中某一点的磁场性质的。在国际单位制中，磁通密度 简称特，单位符号 T。特斯拉即韦 /米 2。 电磁兼容原理及应用教程 磁场是由电流产生的。在磁路中，电流越大，线圈匝数越多，产生的磁场强度越强。即取决于电流与线圈匝数的乘积 。这一乘积叫做磁动势 (磁通势。以 磁动势是磁路中产生磁通的 “ 推动力 ” 。磁动势的国际制单位为安 (A)。 电磁兼容原理及应用教程 磁场的强弱用磁场强度 于粗细均匀的磁路来说，若磁路的平均长度 (即磁路中心线的长度 )为 l，则 即，磁场强度是磁力线路径每单位长度的磁动势。在国际单位制中 米 ( ) 磁场强度是这样规定的：一个向量磁场中某点磁场方向为磁场中小磁针受磁场力的作用，发生偏转停止后小磁针的北极所指的方向就是小磁针 m/电磁兼容原理及应用教程 所在磁场强度的方向。而磁场中某点的磁场强度果单位磁极所受的力正好是一达因，那么这点的磁场强度 磁力线从 极的途径称为磁路，在磁路中阻止磁力线通过的力量称为磁阻。而导磁的力量则称为磁导。实际上，即使几何尺寸完全相同的磁路，在相同的磁动势的作用下，磁场的强弱程度也有大的差别，这是由于不同的物质导磁能力不 电磁兼容原理及应用教程 同的缘故，用来衡量物质导磁能力的物理量称为导磁率 (用 来表示。 所有物质根据磁性分为三大类：即顺磁质、反磁质和铁磁质。磁性大小则根据物质的磁导率 (不同物质被磁化的程度 )的大小（ ）来表示。规定真空时 。 顺磁质的导磁率略大于真空 反磁质的导磁率略小于真空 铁磁质属于顺磁质，但它们的磁导率很大，在外加磁场作用下极易被磁化，是良好的磁性材料 。 1电磁兼容原理及应用教程 磁导率与磁场强度的乘积称为磁感应强度 B， 即 在相同的磁场强度的情况下，物质的磁导率越高，整体的磁场效应将越强，由前述可知，磁场强度的，因此，磁感应强度 (磁通密度 )体现磁性材料性质的一个反映整体磁场强弱的物理量。 电磁兼容原理及应用教程 磁性材料的磁性能 磁性材料主要指铁、镍、钴及其合金。它们的磁性能主要由其磁化曲线，即 曲线或由其磁导率 来表示。 磁性材料在磁场中被磁化后，其磁感强度（ B）和磁场强度（ H）的关系可用一条曲线表示，即磁化曲线 （ 当外磁场磁感强度 （ H） 增加时，磁通密度 （ B）增加的很少，说明材料进入 “ 饱和域 ” (此时的磁感强度叫做该磁性材料的饱和磁感强度 单位为高斯。使某磁性材料达到饱和磁感强度所需要的磁场强度称为饱和磁场强度 单位为奥斯特。 磁路的基本定律 (1) 磁路的欧姆定律 磁动势是磁路中产生磁通的根源。当磁路中有磁 动势存在时，便有磁通通过，其大小为 当磁通通过由某种磁性材料组成的磁路时，将受到该材料对磁通的阻碍作用。如用磁阻 (来表示这一阻碍，上式可以写成 电磁兼容原理及应用教程 由磁滞回线可知， 此，由 的比值定义的磁导率 不是常数。由于磁性材料磁导率不是常数，使用磁阻来计算磁路并不方便。磁阻这一概念一般只用于定性说明问题。式中 ，磁阻是一个与磁路的长度、截面积以及磁性材料的性质有关的物理量。当磁路由不同材料或不同截面积的几部分组成时，整个磁路中的磁阻将由这几部分的磁阻串联而成，其总磁阻为各部分磁阻之和。磁阻的国际制单位是 1/H。 电磁兼容原理及应用教程 安培环路定律 如图： N 衔铁 2 3 1 I 电磁兼容原理及应用教程 磁路里的磁通 经过变换可以写成 333222111333222111 333222111 332211电磁兼容原理及应用教程 称为安培环路定理。式中 和 式说明，磁路中任一个闭合路径上的磁压降的代数和等于总磁动势。此式与电路中的基尔霍夫电压定律相似，故又称为磁路的基尔霍夫定律。 电磁兼容原理及应用教程 电磁场原理 当电荷和电流随时间变化时，在周围空间会发现变化的电场和磁场，并且电场和磁场间存在着不可分割的联系，形成统一的电磁场。在静电场中，电场是由电荷引起的，这个电场是符合守恒性的。但是，在时变场中，当场量随时间变化时，不仅电荷产生电场，而且磁场的变化也会产生电场。后者便是普通物理学中已经讨论过的电磁感应现象。 电磁兼容原理及应用教程 按照法拉第电磁感应定律，设有导线构成的闭合回路 l， 当穿过以这个回路为周界的曲面的磁通 随时间变化时，在回路中将引起感应电动势 如图所示： S e 电磁兼容原理及应用教程 感应电动势和磁通的参考方向成右螺旋关系。式中的 “ ” 号表示，感应电动势及其所产生的电流方向总是企图阻止回路链的磁通的变化，其中 的变化可能是由于回路的形状和位置的变化引起的，也可能是由于磁场随时间变化引起的。当回路运动时，还应加上回路切割磁场产生的电动势 则回路中的总感应电动势为 l d)( l d)( d)(电磁兼容原理及应用教程 通过上式可见，出现感应电动势 是时变电磁场本身属性的一种表现，它的大小与回路 l 的导电性能无关。又因对闭合回路而言，其感应电动势等于感应电场沿回路的线积分。 故得 上式说明，时变电磁场的电场强度不符合守恒性，因为除了电荷引起的电场外还有电磁感应引起的电场，而后者是不符合守恒性的。可见，时变电磁场的电场是和其磁场的变化密切联系的。 e l d 电磁兼容原理及应用教程 按照恒定磁场中安培环路定律的表达式 沿任一闭合回路 l 的磁场强度的积分，等于穿过以l 为周界的曲面的电流。但是我们将该式应用到下图所示情况，便发生了困难，如果我们取 面作为以 因穿过 的电流为 I, 故 如果我们取 面作为以 因无电流穿过 ，固有 。显然两种情况矛盾的由来，在于电流的不连续。事实上，在时变场情况下的电流连续性原理，要由更为普遍的规律 电荷守恒定律导出。 d 1d l 0d)(s 磁兼容原理及应用教程 这里 表示电流密度， 项具有电流密度的量纲，并和 处于相同的地位，称为位移电流密度。以 表之，则 称为全电流密度。上式表示由任何闭合曲面流出的全电流恒等于零，也叫全电流连续性原理。将恒定磁场中安培环路定律表达式的右方换成全电流。 d0 该式称为时变电磁场的安培环路定律，又叫全电流定律。它说明不但传导电流引起磁场，位移电流 (即电场的变化 )也引起磁场。时变电磁场的磁场，是与电场的变化密切联系的。 电磁兼容原理及应用教程 麦克斯韦通过时变电磁场的基本方程，即 安培环路定律： 法拉第定律： 高斯定律： 高斯定律： 将它们化为对应的微分形式，并加上考虑媒介电磁性能的方程，便得到 全电流定律： 电磁感应定律： 电通量定律： 磁通量定律： 7个公式，全面表达了时变电磁场的基本规律，称为电磁场的完整方程组，也叫麦克斯韦方程组。 E 电磁兼容原理及应用教程 电磁兼容的单位及换算 电磁干扰场强的基本单位 高频、微波电磁干扰场强有 3种基本单位：电 场强度 V/m、磁场强度 和功率通量密度 。 在测量电场时，若仪器的表头刻度用的是电场 强度单位，则用 V/干扰场强小 于 1V/用 、 V/使 用环天线、框天线或磁性天线等来测量磁场， 且仪器的表头刻度采用磁场强度单位 A/mA/刻度时，则可用 A/m， mA/A/电磁场频率高至微波段时，由于对电场、磁场的单独测量在技术上有一定困难，或者功率密度测量比电场、磁场测量要方便，所以可采用功率通量密度测量，功率通量密度的单位为 W/外生产的全向宽带场强仪、辐射危险计，因其工作频率范围极宽，从 260 26 测试电路中实现 、 较为方便。因此，大多采用功率通量密度测量，并以 mW/ 2E 2H电磁兼容原理及应用教程 场强仪测得的功率通量密度值是矢量模的时间平均值，即代表电磁场的强度。它的单位 W/、磁场强度单位 A/们的地位是等同的。 在一般情况下， V/m、 A/m和 mV/有在被测场为平面波情况下，三者间才能相互换算。否则，只能 “ 等效换算 ” 。 电磁兼容原理及应用教程 平面波，即远离发射天线，在自由空间中传播的电磁波。 根据电磁场理论，在平面波情况下， 在自由空间中， 代入上式后可得： 式中，单位为 ， 单位为 。 0220 61 2 00 6V/m S 2m W /c 电磁干扰场强的分贝制单位 在电磁干扰场强的测试中，往往会遇到量值相差非常悬殊 (甚至达千百万倍的信号 )。为了便于表达、叙述和运算 (变乘除为加减 )，常采用对数单位 分贝 (。分贝表示两个参量