电磁兼容理论基础-第三部分

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1、第二讲电磁兼容理论基础[3]--路、场刘洋应用物理教研室11路的概念--电路与磁路1.1电路电路--由若干电气器件或设备，按一定的方式和规律组成的总体，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。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。2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。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。实际电路中，电源向各种用电设备提供能

2、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。3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。4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。5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

3、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。6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。7电感值为自感磁链与电流之比：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。8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

4、线来表示，则称其为电容元件。9电容元件对于线性电容元件，其电容值C为一正实常数。其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。101.2元件的非理想特性在传导耦合分析中，一个重要的工作就是传导电路的建模，此时，必须考虑实际电路各个元件的非理想特性。例如：导线、电路板印制线、元件引线、电阻元件、电容元件、电感元件、铁氧体扼流圈、磁环等元器件。11一个元件必须通过引线与电路相连。这些连接引线通常为裸导线。在印刷电路板中，元件最常用的连接方

5、法就是表面贴装方法。这种方法是把元件外引的扁平矩形横截面的引线直接焊到印刷电路板上。这种连接方法不仅减小了元件引线的长度，还提高了印刷电路板上的元件密度，并可以实现元件的自动焊接。影响元件高频性能最重要的因素是元件引线的长度。过长的元件引线会导致高频特性的劣化，使元件性能偏离理想状态。元件引线的长度和间隔同样要考虑电感和电容特性。元件引线12导线是实际电路中的一类重要元件，导线的非理想性主要体现在导线的电阻和电感效应方面。当信号频率较高时，导线的电感效应要远远大于其电阻效应。在直流情况下，导线中的电流均匀分布在横截面上。圆形导线的单

6、位长直流电阻为：13随频率的升高，集肤效应将导致导线截面上的电流向导线边缘分布，集肤深度为：信号频率越高，集肤深度越小。当集肤深度远小于导线半径时，电流将主要分布在具有集肤深度的导体表面附近的带状区域。此时导线只利用了其很薄的一部分金属。14对于低频情况，由于肌肤深度大于或与导体半径相当时，导线的单位长电阻对于高频情况，导线的单位长电阻为对于直流和低频情况，导线的单位长内电感为对于高频情况，倒显得单位长内电感为15对于具有半径相等和间距恒定的平行导线，当导线的间距大于五倍及以上导线半径时，导线之间的邻近效应可以忽略不计。此时，导线单位

7、长电感为：16对于长度为l的一对半径相等、间距恒定的平行导线，其总电感为对于半径相等和间距恒定的平行导线，有时还要考虑导线之间的电容。导线单位长电容为17非理想电阻的等效电路及简化等效电路18R为电阻元件的电阻Llead为电阻元件两条引线的等效电感Cleadage引线电容与电阻元件两端电极之间电容之和Cpar引线的寄生电容电阻元件的非理想效应将影响电阻元件的频率特性，特别对于高阻值的电阻元件，由于寄生电容的存在，将导致电阻元件的高频特性变差。19非理想电容的等效电路用于滤波器的电容元件主要有瓷介质和固体电介质钽电容器。固体电介质钽电容

8、在一个很小的封装中即可获得较大的电容值，瓷介质电容器的电容值一般要小很多，但能够在更高的频段上保持比较理想的特性。瓷介质电容器更多地被应用于抑制高频段的电磁骚扰，而固体电介质钽电容更多地被应用于抑制低频段的电磁骚扰。两种