電磁兼容原理與應用

前言

　　當今信息科學技術(shù)日新月異，以通信技術(shù)為代表的電子信息類專業(yè)知識更新尤為迅猛。培養(yǎng)具有國際競爭能力的高水平的信息技術(shù)人才，促進我國信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展和國家信息化水平的提高，都對電子信息類專業(yè)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)、課程體系的改革、課程內(nèi)容的更新提出了富有時代特色的要求。近年來，國家電工電子教學基地對電子信息類專業(yè)的技術(shù)基礎課程群進行了改革與實踐，探索了各課程的認知規(guī)律，確定了科學的教育思想，理順了課程體系，更新了課程內(nèi)容，融合了現(xiàn)代教學方法，取得了良好的效果。為總結(jié)和推廣這些改革成果，在借鑒國內(nèi)外同類有影響教材的基礎上，決定出版一套以電子信息類專業(yè)的技術(shù)基礎課程為基礎的"國家電工電子教學基地系列教材"。本系列教材具有以下特色： 在教育思想上，符合學生的認知規(guī)律，使教材不僅是教學內(nèi)容的載 體，也是思維方法和認知過程的載體。 在體系上，建立了較完整的課程體系，突出了各課程內(nèi)在聯(lián)系及課群內(nèi)各課程的相互關(guān)系，體現(xiàn)微觀與宏觀、局部與整體的辯證統(tǒng)一。在內(nèi)容上，體現(xiàn)現(xiàn)代與經(jīng)典、數(shù)字與模擬、軟件與硬件的辯證關(guān)系，反映當今信息科學與技術(shù)的新概念和新理論，　內(nèi)容闡述深入淺出、詳略得當。增加工程性習題、設計性習題和綜合性習題，培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的素質(zhì)與能力。在輔助工具上，注重計算機軟件工具的運用，使學生從單純的習題計算轉(zhuǎn)移到基本概念、基本原理和基本方法的理解和應用，提高了學習效率和效果。

內(nèi)容概要

本書介紹電磁場的生物效應，以及電磁兼容分析的部分基礎理論。在此基礎上針對電力系統(tǒng)，特別是輸變電系統(tǒng)的電磁兼容特點進行論述和講解。    全書共8章，第1章介紹電磁場對人體和生物的影響，包括電磁場對生物正面和負面的影響，使讀者對本書的內(nèi)容產(chǎn)生興趣。第2章介紹電磁干擾的基本類型和特性。第3章重點介紹如何防止和消除電磁干擾。第4章介紹常用的電磁干擾測量方法和工具。第5章介紹電磁兼容數(shù)值計算方法和預測。第6章介紹功能較為強大的電磁兼容仿真軟件IES—Coulomb。第7章介紹輸變電設備的電磁環(huán)境和計算測量方法，并列出了一些作者的研究成果，以加深學生對輸變電設備電磁環(huán)境的了解。第8章為特定電子裝置的電磁干擾問題和消除方法。    本書可作為本科與研究生專業(yè)教材使用。

書籍目錄

第1章　生物和電氣設備的電磁兼容性  1.1　磁場對人與生物的影響    1.1.1　地磁場的生物效應    1.1.2　極弱磁場的生物效應    1.1.3　恒定強磁場的生物效應    1.1.4　交變磁場的生物效應    1.1.5　磁場對生物組織和器官的效應    1.1.6　關(guān)于人體接觸磁場的安全問題  1.2　高頻電磁波對人和生物體的影響    1.2.1　微波的生熱效應原理    1.2.2　微波對人體的熱效應    1.2.3　微波的非熱效應    1.2.4　微波的生物效應和醫(yī)學應用    1.2.5　微波對人和動物生理功能的影響    1.2.6　微波在生物體內(nèi)能量分布的理論計算  1.3　低頻強電場對人和生物的影響    1.3.1　輸變電走廊的工頻場強分布特點    1.3.2　高壓輸變電設備電磁污染對人體健康的危害    1.3.3　輸電線及變電站電磁輻射影響人體及生物健康的典型事例  1.4　電力設備的電磁干擾與電磁兼容性    1.4.1　電力系統(tǒng)電磁兼容    1.4.2　電力二次設備電磁干擾    1.4.3　電磁兼容的基本定義和分類  習題第2章　電磁干擾基本類型與特性  2.1　傳導干擾  2.2　傳導路徑和路性干擾    2.2.1　電路性干擾耦合模型    2.2.2　共模干擾與異模干擾  2.3　電路性耦合干擾的計算    2.3.1　電路性耦合干擾的分頻特性    2.3.2　電路性干擾的實例計算  2.4　電容性耦合干擾    2.4.1　電容性耦合的模型    2.4.2　電容性耦合的頻率特性    2.4.3　電容性耦合干擾的計算    2.5　電感性耦合干擾    2.5.1　電感性耦合的模型    2.5.2　電感（磁）耦合干擾的計算    2.6　電容性耦合與電感性耦合的綜合與區(qū)分    2.6.1  電容性耦合與電感性耦合的綜合考慮    2.6.2　電容性耦合與電感性耦合的區(qū)分  2.7　輻射干擾    2.7.1　輻射源      2.7.2單元電偶極子的電磁場    2.7.3　單元磁偶極子的電磁場    2.7.4　單元偶極子的阻抗  2.8　實際導體的輻射源等效    2.8.1　實際長線型導體的輻射源等效    2.8.2　實際導體回路的輻射源等效    2.8.3　輻射耦合途徑  習題第3章　電磁干擾的防護和抑制  3.1　接地與搭接    3.1.1　接地與搭接定義    3.1.2　接地的分類    3.1.3　搭接方法與類型、    3.1.4　地環(huán)路于擾及其抑制方法    3.1.5　良好搭接與不良搭接    3.1.6　搭接的有效性  3.2　隔離    3.2.1　隔離變壓器    3.2.2　光電耦合器  3.3　屏蔽    3.3.1　靜電屏蔽　……第4章　電磁兼容測量與儀器第5章　電磁兼容數(shù)值計算方法和預測第6章　IES-Coulomb電場仿真分析軟件第7章　輸電線路和變電設備的電磁環(huán)境第8章　數(shù)字電路中的干擾與抑制參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第1章　生物和電氣設備的電磁兼容性　　大千世界里，生物體（包含人）和維持世界現(xiàn)代生活運轉(zhuǎn)的大量工具、設備構(gòu)成了現(xiàn)代社會。隨著現(xiàn)代社會中電氣、電子設備和系統(tǒng)的廣泛應用，它們在運行中伴隨著電磁能量的轉(zhuǎn)換，導致大量寬頻譜的電磁信號充滿整個人類生存空間，構(gòu)成了極其復雜的電磁環(huán)境，對人類生存的環(huán)境也造成了新的影響。這就使得人們不得不考慮這樣一個問題：電磁環(huán)境越來越復雜，如何保證我們在這個復雜的電磁環(huán)境下身體機能不會受到危害；如何才能提高現(xiàn)代電子、電氣設備和系統(tǒng)在其中的適應能力，使其能相互正常工作而不導致性能降低。這就出現(xiàn)了所謂的電磁兼容問題。電磁兼容是指生物體、設備或系統(tǒng)在其所處的電磁環(huán)境中能正常工作且不對該環(huán)境中任何事物構(gòu)成不能承受的電磁干擾的能力。而電磁干擾是指任何可能引起裝置、設備或系統(tǒng)性能降低或者對有生命或無生命物質(zhì)產(chǎn)生損害作用的電磁現(xiàn)象。電磁現(xiàn)象是伴隨著我們現(xiàn)代生活的一種無法回避的事實，由此，電磁干擾也是普遍存在的；但是，這種干擾一旦引起裝置、設備或系統(tǒng)性能降低或者對有生命或無生命物質(zhì)產(chǎn)生損害作用，就必須引起我們高度重視，并加以研究?！　∮纱耍治龊徒鉀Q電磁兼容問題，其本質(zhì)乃須了解電磁干擾發(fā)生的類型及特點，然后才能采取合理的、有針對性的措施來達到電磁兼容的目的。本書首先要介紹的就是生物和電氣設備的一些電磁兼容性基礎知識?！　?.1　磁場對人與生物的影響　　磁場生物效應的研究，近年來在國內(nèi)外得到蓬勃發(fā)展。從目前已有的實驗資料看，磁場的生物效應種類繁多，性質(zhì)各異。電磁場在頻率較低時可以分為電場與磁場。電場對人與生物的影響主要集中在超、特高壓設備四周，在后面有專門的討論，本節(jié)主要討論磁場對人和生物的影響。磁場可以分為強磁場與弱磁場，弱磁場主要是地磁場。

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