陶老师ESD、EMI、EMC讲座（1）——静电的产生
大家下午好！上次我已经给大家做过一次报告了，见过了很多老朋友，我想这一次有很多新朋友。大家对这个题目相当感兴趣，刚才在下面我也与大家讨论过，电磁场的理论现在是全世界的科学家都在关注的问题，也是一个最基础的物理理论，去年在欧洲已经进行了一个全世界最大的量子力学研究中心，最早我们在八几年，邓小平刚刚上台的时候，在北大到八宝山也建了一个这样的研究中心，加速器的轨道一般都要几十公里，把力学压缩以后进行观察、碰撞产生的结果。现在电磁场理论实际上就是量子力学里面的部分，今天我们讨论的所谓的电都是与电磁场有关系，无论是静电还是电磁感应，都是现在很多没有完全解决的问题，特别是带着有场的东西，里面有着一些简单的概念，这个场人们还没有办法解决，就用场把这个概念掩盖住。比如说电动机怎么转动，电子和转子根本没有接触，因为里面存在场，有了电磁场的存在就转动，这个场是什么现在还不清楚。电磁感应也是一样，就像心灵感应一样，你想想心灵感应，我想什么东西，你想什么东西，互相能够知道吗？这也是一个类似的概念，电磁感应现在没有完全解决。我今天不讲这么多了，因为上次讲了一部分，有一些新概念引进来，我们先把雷电的产生过程与大家介绍一下。
今天讲的内容大概就是这些，雷电的产生，ESD与雷电，ESD就是静电放电；电磁感应与EMI，EMI就是电磁干扰，静电的产生，带电物体的电容，磁场感应与干扰，电子线路中的电磁干扰，传导干扰、电磁辐射原理，还有对EMI进行测试，什么是EMC？EMC就是电磁兼容，雷电和EMI的防护，除了这些内容，我想都是大家比较感兴趣的，也比较重要的，这些内容估计在书上找不到，因为这些都是我几十年来的工作经验总结。我做这个技术已经做了四十多年，我从十几岁就开始接触电，是一个爱好者。后来我到了一个军工厂从事雷达、识别器和雷达干扰机，这些东西都是比较尖端的国防工业技术。后来回来以后组建了康佳技术开发中心，一辈子都是做技术的，所以在技术工作的过程中积累了不少经验。我现在已经退休了，所以我想能够利用这个机会，很高兴把我所知道的技术和经验介绍给大家。
先初步认识一下什么是雷电。这是迪拜的世界上最高的塔遭雷劈所拍的照片，这个塔是800多米，是全世界最高的塔。按照这个距离量下去就知道它的路线有多少米。雷电就是静电放电的过程。这也是迪拜塔受雷击所拍的照片，这是一个乡村遭雷击的照片，这是树林、山林遭雷击的照片，这是大巴遭雷击的照片，所以大家就知道了雷电有多么厉害。前两天黑龙江和内蒙古的大兴安岭、小兴安岭发生火灾也是因为雷电产生的。这是遭雷电劈的电视机，这是遭雷电击坏的电脑设备，每年我们国家大概都有几百万台电子设备遭雷击损坏。
刚才跟大家介绍一下什么叫雷电和ESD，ESD就是静电放电，雷电也属于静电放电，所以大家都知道ESD的危害性有多大。地球每秒钟大概就有100多次闪电，每闪电一次能量就可以提供100w的灯泡供我们用3个月，在雨季平均每6分钟就有一个人被雷电击中，中国还不是受雷电受害最集中的地区，在非洲这些地区受雷击更严重，上海电视塔平均每年要遭受33次大的雷击，今年4月13日上海电视台电子设备遭受不同程度的雷击，天线站玻璃钢都起火了，变成一个大火球烧起来了。还有一次是1992年在北京国家气象中心也受到雷击，损失了2000多万元。在全世界每年受雷电击坏的设备都是以千万为单位，每年遭受的损失都是上千亿。我们现在使用的电子设备价格越来越高，对防雷的要求也越来越高。
为什么会产生雷电？可能大部分人都不知道，我在这里就给大家讲解一下雷电是怎么产生的。雷电是由于电磁场产生的，世界上什么电都是通过电磁场反应产生的。为什么会产生雷电呢？因为在离地球30公里外有一个电离层，电离层实际上就是最外的空气受到太阳光、紫外线照射而产生电离，太阳光实际上也是一种电磁波，电磁波的作用相当于我们把一个食物放在微波炉里面加热，原理是差不多的，但是微波的波长线很长，紫外线相当短，所以作用不一样，用微波炉不能把空气进行电离，只有紫外线能够电离。被电离以后会分成两层，一层带正电，一层带负电，与地球相对的一层带正电，地球就是带负电。地球是一个圆的，带电的话相当于电层强度是散发性的，越靠近地球电容强度越高，靠近地球表面是100v，也就是说一米高的位置电容强度是100v电容强度就是用这个来表示，大家在中学里面很少用电位梯度的概念表达电容强度，后面我们在工作中还是用电位梯度来表示电容强度是最合适的，比如灵敏度、多少毫伏米都是属于电感强度。以前是用牛顿的力学来表达，那个概念相对来说比较难理解，两个带电物体之间产生多少牛顿力的时候，换算成单位来表示电容强度，这个强度不太好理解，如果用电位梯度表示就很方便了。
