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EMC,EMI设计相关技术文章电磁场的定义和来源介绍

总是听到生活中有各种辐射,手机、电脑、电吹风、无线路由器等等。这些“辐射”到底是怎么产生的?这些“辐射”与“核辐射”是一样的吗?

定义和来源

电场是由电压的差值产生的:电压越高,产生的电场也会越强。磁场是由电流流过时产生的:电流越大,磁场越大。在没有电流流过的时候,电场也会产生。如果有电流流过,磁场强度将随着功率消耗的变化而变化(注:也就是说跟电阻大小有关系),但是电场强度保持恒定。

电磁场的自然来源

在我们周围的环境中,电磁场无处不在,但是我们的眼睛看不到。在雷雨天气时,空气中局部电荷的积累可以产生电场。而地球的地磁场可以让指南针指向南北方向,鸟类和鱼类就是用地磁场来判断方向的。

电磁场的人造来源

除了自然来源以外,电磁波谱也包括了很多人造来源产生的电磁场:X射线可以用来检查运动时意外骨折的四肢;每一个电源插座的电力与极低频电磁场有密切的联系;拥有更高频率的无线电波可以用来传递信息,无论是通过电视天线,广播电台还是手机基站。

波长和频率的基础知识

为什么不同形式的电磁场如此不同?

用来描述电磁场的主要特征之一是它的频率或者说相应的波长。不同频率的电磁场会与人的身体以不同的形式发生相互作用。你可以把电磁波想象成以很快的速度——光速传播的一串周期性的波动。频率描述了每秒钟振动或者周期的数量,波长描述了一列波和下一列波之间的距离。所以波长和频率不可分割地交织在一起:频率越大,波长越小。

一个简单的比喻可以帮助你解释这个概念:把一根长绳子绑在门把手上,手持绳子的另一端。上下缓慢移动绳子,会产生一个很大的波动。更快的移动会产生一串小的波动。绳子的长度是固定的,你产生的波浪越多(高频率),波浪之间的距离就会越小(波长小)。

非电离性的电磁场和电离性的辐射有什么区别?

波长和频率决定了电磁场的另外一个特性:电磁波是以小微粒光子作为载体的。高频率(短波长)电磁波的光子会比低频率(长波长)电磁波的光子携带更多的能量。一些电磁波的每个光子携带的能量可以大到拥有破坏分子间化学键的能力。在电磁波谱中,放射性物质产生的伽马射线,宇宙射线和X光具有这种特性,被称作“电离性辐射”。光子的能量不足以破坏分子化学键的电磁场称作“非电离性辐射”。组成我们现代生活重要部分的一些电磁场的人造来源,像电力、微波、无线电波,在电磁波谱中处于相对长的波长和低的频率一端,它们的光子没有能力破坏化学键。

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