地球上的电磁干扰：雷电的危害与电磁兼容的重要性

"本文主要探讨了电磁干扰(EMI)与电磁兼容(EMC)的相关概念，作者陶显芳指出电磁干扰在日常生活和工业中的普遍性，尤其强调了雷电作为电磁干扰的一种形式对人类生活和设施造成的巨大影响。文章提到了地球自身的静电场特性，并通过计算说明了地球表面的电流强度和电位。" 正文: 电磁干扰(EMI)是指由电磁现象引起的任何不期望的信号，这些信号可能干扰电子设备的正常工作，甚至导致设备失效。这种干扰可能来源于自然现象，如雷电，也可能源于人为的电子设备操作。在现代社会，随着电子设备的普及，EMI问题日益凸显，因此理解和解决电磁兼容(EMC)问题变得至关重要。 电磁兼容(EMC)是指设备或系统在其电磁环境中能正常工作，同时不会对其环境中的其他设备造成不可接受的电磁干扰的能力。它是保证电子设备稳定运行的重要因素，也是产品设计和生产过程中必须考虑的技术指标。 文章中提到的地球表面的电场和电流密度，反映了地球作为一个自然带电体的角色。地球表面的电场强度约为100伏/米，这表明地球表面存在一个稳定的电流流向下层大气。通过计算，可以得知从大气流向地球表面的总电流强度大约为1.4×103安培。地球表面的电位也因此达到约4×105伏。这些数值虽在日常生活中并不明显，但对于理解和研究电磁环境有重要价值。 雷电是自然界中最显著的电磁干扰源之一。文章列举了一系列实例，展示了雷电对人类生活、设施及电子设备的危害。雷击不仅对人造成直接伤害，还会破坏电力系统、通信网络，甚至影响关键基础设施的正常运行。例如，上海电视台、北京国家气象中心和赣州的有线电视网络都曾因雷击遭受损失。 为了应对电磁干扰，工程师们采取了多种措施，包括设计抗干扰性强的电路、使用屏蔽材料、实施滤波技术以及制定和遵守EMC标准等。在设计电子设备时，必须考虑到其在各种电磁环境中可能面临的挑战，确保设备能在干扰下保持稳定工作。 电磁干扰与电磁兼容是电子工程领域不可或缺的知识点。理解并解决EMI问题，实现EMC，对于保障电子设备的可靠性、提升系统性能、减少故障率以及确保公共安全具有重要意义。因此，无论是电子设备制造商、设计师还是使用者，都需要对这一主题有深入的理解。