第6章_电磁兼容课件-电缆.pptVIP

* 前面已经推导得出： VN = V12 [ 1- j ? MS2 /（ RS + j?LS ）] 求MS2 ： 设在屏蔽层上有均匀的轴向电流，则这个电流产生的磁力线都集中在屏蔽层外面，内部没有磁场（根据Smythe，“Static and Dynamic Electricity 一书，第278页）。因此根据电感的定义，屏蔽层的电感LS 为： LS = ? / IS 又根据互感的定义，屏蔽层与芯线之间的互感为： M = ? / IS ?为屏蔽层上的电流产生的包围芯线的磁通，由于屏蔽层的内部没有磁通，因此包围芯线的磁通与包围屏蔽层的磁通相同，即： ? = ?，因此有：LS = M。这说明屏蔽层与芯线之间的互感等于屏蔽层的自电感。因此： MS2 = LS 将 MS2 = LS 代入VN的公式，得到： VN = V12 [ 1- j ? LS /（ RS + j?LS ）] = V12 RS /（ RS + j?LS ） 当频率很低时（ j? Ls Rs ）： VN = V12 ，这时，电感耦合与无屏蔽时相同。 当频率较高时（ j? Ls Rs ）：VN = V12 ( Rs / j? Ls ) = M12I1 ( Rs / Ls ) 这时，感应电压不随频率增加而增加，保持一个常数，这个数与没有屏蔽时的差值就是屏蔽效果，如图中阴影所示部分。 * 前面的分析是基于电缆与波长相比较短的前提。这意味着电缆上的电流相位是相同的。在这个前提下，无论是电场耦合还是磁场耦合，耦合电压都随着频率的升高增加。当电缆较长时，这个结论不再正确。 当电缆的长度达到?/4时，电缆上开始出现不同相位的电流，当电缆的长度达到?/2，外界场在电缆上感应的相位相反的电流会发生抵消。 耦合电压 * 电感耦合 VN ＝ d?12 / dt = d(MI1)/dt = M dI1 / dt M R2 R R1 R R2 R1 I1 VN I1 VN V1 V1 减小互感耦合的方法：M = （ ? / 2 ? ）ln[b2/（b2- a2）] 1 增加两个回路之间的距离； 2 减小第一个回路产生的磁通密度（在电流幅度不变的情况下），例如将第一个回路的两根长导线用双绞线； 3 减小接收回路的面积； 4 调整两个回路的相对位置、角度关系。 * IN = j ? C12V1 R2 R1 V V VN = j ? M12 I1 R2 R1 ～ 电容耦合 电感耦合 电感耦合与电容耦合的判别 区分方法：测量导体一端的噪声电压，同时调整导体另一端对地的阻抗，若测量电压值随阻抗增加而增加，则为电容耦合，若变化方向相反，则为电感耦合。 由电容耦合噪声可看成是并联在接收导体与地之间的电流源， 电感耦合噪声可看成是串联在接收导体中的一个电压源。 * 屏蔽对电感耦合的影响 关键看互感是否由于屏蔽措施而发生了改变 I1 M1S M12 如屏蔽体两端接地，在屏蔽层与地构成的回路中会产生感应电流。感应电流产生新的磁场将叠加在原来的?12上，由于?12? ?′12 ，因此，这个屏蔽措施的引入改变了互感，因此可以断定这种屏蔽对互感耦合有影响。 * 双端接地屏蔽层的分析 V12 = j ? M12 I1 VS2 = j ? MS2 IS VN = V12 + VS2 M1S M12 MS2 + - - + ~ V12 VS2 导体1 导体2 屏蔽体 I1 IS 求解这项 根据电磁感应定律，IS的方向与I1 的方向相反，因此 V12的方向与VS2的方向相反，两者相抵消。因此减小了耦合电压VN 。 * VS2项求解 + + + + + + + + + ? LS = ?/ IS MS2 = ?/ IS 因此：LS = MS2 导体2 屏蔽层 VS2 = j? MS2 I S = j? MS2 ( V S / ZS) = j? LS [ V S / ( j?LS+RS )] = VS [ j? / ( j?+RS/LS)] * 屏蔽后的耦合电压 VN = V12 + VS2 V12 = j? M12I1