静电感应(有几种感应)
静电，特别是静电放电的防护，是电磁兼容设计的重要内容。书很多，本文也做了很多论述。那我们为什么还要再写一篇文章来讨论这个问题呢？因为在实际产品中，我们可以看到一些ESD的设计规则被机械地套用，这确实让人焦虑。电磁兼容设计是一门实践性很强的科学。如果不去思考背后的原理，只是把别人的一些结论套用到产品设计上，可能不会有很好的效果，甚至会产生相反的效果。
在历史上，我们看到过许多英勇的将军犯了类似的错误，如蜀将马谡丢了街亭，赵将赵括纸上谈兵。因此，我们应该更加注重理论的实际应用。很多EMC的文章往往都是从麦克斯韦方程组写起，各种推导让人眼花缭乱，眼花缭乱，就算法拉第投胎，估计五(直)体也会赞叹不已。我们今天不讨论这个方程组(事实是，我们也不懂)。
今天，我们试着用一种大家都容易理解的方式来讨论静电的产生，静电放电的现象以及静电的防护。
2.静电的产生
静电似乎是一种熟悉的现象。在干燥寒冷的冬天，尤其是晚上，当我们上床脱掉毛衣时，会有噼里啪啦的声音。或者有时候我们的手碰到金属门把手时，会有轻微的咂嘴声，伴随着麻木的感觉。为什么会有这些现象？
我们生活中看到的大多数物质都是由分子和原子组成的。原子的中心是带正电荷的原子核，包括带正电荷的质子和不带电荷的中子，周围是带负电荷的高速运动的电子。一般质子数等于电子数，所以整体看起来不带电。
电子绕着原子核转，有点像行星绕着太阳转。例如，钠原子看起来像这样:
中间有11个带正电荷的质子，12个不带电荷的中子，周围有11个带负电荷的电子，它们排列在三个电子轨道上。最靠近原子核的之一个轨道有两个电子，第二个轨道有八个电子，最外面的轨道有一个电子。这个单电子能量更高，特别容易摆脱原子核的束缚。当然，这是示意图。实际的电子应该不是在平面上旋转，而是在三维球面上旋转。让我们把钠原子的电子层排列写成下面的形式:
钠(+11) -2-8-1
看到这里不禁让我们想起了另一个元素。没错，就是最外层有七个电子的氯。
Cl (+17) -2-8-7
与Na容易失去一个电子相反，它的最外层容易获得一个电子，从而实现八个电子的稳定结构。如果将加热的钠放入氯Cl中，它会剧烈燃烧，然后形成盐NaCl。
对于一些原子量较高的元素，如铜、银、金，它们的最外层都有单电子。而且这些电子能量更高，离原子核更远，更容易挣脱原子核的束缚，形成在原子间流动的自由电子。
几个金属原子的核外电子排列:
铜(+29) -2-8-18-1
银(+47) -2-8-18-18-1
Au (+79) -2-8-18-32-18-1
摩擦起电:
生命中的物质有的是由单一元素组成，有的是由复杂的多种元素组成，对电子的结合能力也不同。不同物体摩擦时，电子会在不同物质之间迁移，获得多余电子的负电荷，失去电子的正电荷。根据这个特性，对材料进行排序，越容易留下失去电子的材料，则得到一个静电序列:
金属摩擦时的静电顺序:(+)铝、锌、锡、铜、铅、锑、钳子、黄铜、汞、铁、铜、银、金、铂、钯、MnO2、Pb0(-)。
非金属静电序列:(+)玻璃、头发、尼龙、羊毛、丝绸、人造丝、尼龙、棉花、纸张、聚苯乙烯、聚酯、聚丙烯、硫磺、聚乙烯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯(-)。
空空气摩擦也是静电积聚的重要原因。飞机在空飞行后落地时，也会通过轮胎与地面的接触释放大量静电，否则可能会发生严重事故。
感应电气化:
除了摩擦起电，两个物体不直接接触，通过感应会积累静电。
如图，带电的物体会在其周围形成电场。如果将带正电的物体A移近不带电的导体B，那么由于不同电荷的吸引和相同电荷的排斥，会在靠近A的左端感应出负电荷，在右端感应出正电荷，感应出的电荷会在导体B中形成与A电场相反的电场，当两个方向相反的电场大小相等时，形成电平衡，导体B中的电子不再运动。此时，导体B仍未向外部充电。这时，如果去掉A，B上的电子就会回到均匀分布的状态。对指挥B来说，就好像什么都没发生过一样。
怎样才能让导体B在不接触的情况下有一些静电？
两种方式:
首先，将导体B从其上分开，然后移除导体A..另一种方法是将导线B连接到地面。这时候正电荷就会释放到地球上。此时导线会断开，A会被去掉，导体B带负电。
接触电气化:
如果一个静电物体与一个不带电的物体接触，由于电子的迁移，不带电的物体将带相同的电荷。
3.静电放电
静电的积累本身不会造成什么伤害，但是静电放电的瞬间会造成伤害。就像空里飞的飞机，可能会带来几万伏的高压，对人体不会有什么伤害。但如果落地后仍不释放，人走下舷梯踏上地球的那一刻，可能就是致命的。在我们的印象中，静电通常不会造成很大的伤害，其实不然。如果我们想一想，闪电其实是一种静电放电现象，我们就明白了。
带正负电荷的物体之间会有放电，带电荷和不带电荷的物体之间会有放电，带相同电荷的物体之间只要电位不同也会有放电。电位差越大，迁移的电子越多，放电路径的电阻越小，放电越剧烈。
在静电荷周围只会形成电场，但是发生放电时，情况就不一样了。众所周知，运动的电荷形成电流，电流周围会产生磁场。变化的电流产生变化的磁场，磁场反过来产生变化的电场。静电放电往往发生在瞬间，电压和电流的变化非常剧烈，产生的电磁辐射也很强，频带很宽。所以静电放电和电磁干扰是分不开的。
4.ESD保护
如何防止静电伤害？不外乎传统的三杀手法:一、控制干扰源。第二，切断传播途径。第三，提高设备的抗干扰能力。在下一篇文章中，我们将继续讨论具体实用的防静电措施以及在实践中经常犯的一些错误。
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