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电磁场相位在广播电视转播台防雷中的解析

2020-03-26严东浩

探索科学(学术版) 2020年1期
关键词:安培电磁场延边

严东浩

吉林省延边广播电视台技术中心 吉林 延边 133000

一、雷电感应的冲击破坏力

延边广播电视转播台是海拔1074米的广电高山台,以前雷电灾害非常严重,每年都会有多次的雷击事故,一般都会有十几处或几十处电子设备被雷击而损坏,而破坏的原因主要是雷电的电磁感应,也被称为雷电电磁脉冲,我们经过十余年的研究探索,反复实践,现已完全解决了雷电灾害问题,我单位由原来的一年多次被雷击,到现在的几年都没有被雷击而损坏设备了。

我们总结出一个规律,那就是雷电感应主要的破坏原因是磁场,当用防磁场的方法就管用,如磁场屏蔽、变压器、扼流圈、滤波等方法,当用防电场或电磁场的方法起不到理想的作用。那么电磁感应以及电磁场的空间与时间关系到底怎样,笔者也作了相关的查阅与思考。

二、安培环路定理的遵循

安培环路定理揭示了恒定电流产生磁场的规律,

由此可见电流越大、距离该电流越近磁场则越大。随着电流频率的升高,当该电流产生的场能不是以唯一的磁场存在时,而伴随着感应电场的存在,此时安培环路定理就不适用了。

三、电场和磁场产生的相互感应

1.在空间上电场和磁场是同相位的。根据安培环路定理,距离电流越近磁场越强,在电流i处的磁场最大.电流i的产生是由流经该电流的路径产生电位差所致,所以该处的电场也为最大值,当电流i=Im 时,磁场H=Hmcosωt,而且电场和磁场的极性是相互垂直的。

图1 正玄波变化率示意图

图2 电磁波的电场和磁场空间矢量关系图

四、浅析麦克斯韦方程平面矢量图

电磁场是一对不可分割的一对形影不离伴侣,一个消失了,另一个就不存在了,但在实际应用中不能机械的理解为只要屏蔽了,电场磁场自然就消失了。

五、在防雷领域里的解析

从原点到传输方向λ/4距离内的磁场是由原电流产生的,只有λ/4以后的磁场是由变化电场产生,随着频率的升高,波长在缩短,当电子设备处在λ/4以外时,如果采取屏蔽电场措施,磁场才有可能被屏弊掉。而雷电流频率f在1Khz至10 Khz之间,波长λ在3000公里至300公里之间,λ/4最短也在几十公里以上,所以用防电场感应的方法防磁场感应是无效的,只用防护电场的方法防护雷电感应是不完全的,只有当频率足够高,波长足够短时原有理论才有可能成立。所以,我们在防雷电感应时,只用防电场的方法防磁场感应是不够的。

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