有关电学的一个巨大误解【官方双语】【Veritasium真理元素】

我之前看过这个第一期视频，让我对pcb走线理解有一个质的上升，没想到半年后还有后续，解释的更加清楚。

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https://www.bilibili.com/video/BV1T5411X7sK

视频需要的知识点如下

1. 电磁场传播能量，而不是电流，电流是电磁场中的电场产生的

2. 电磁场会主要沿着阻抗最低的路径传播，也就是说电磁场的方向是可以人为控制

3. 电磁场可以无线传输能量，但是因为阻抗很大，效率会很低，传到接收端的能量非常少，大部分能量在传播过程中不知道跑到什么地方去了。无线充电和收音机的原理就是如此

下面的图可以看到两点

1. 电流达到最大稳态的时间，差不多是电线长度/光速，因为电线阻抗最低，电磁场主要能量沿着电线传播过去

2. 但是在稳态之前，有一个小台阶，这个时间是（灯泡和电池之间最短间距）/光速。也就是说有两者最小间距的阻抗很大，但是能量还有很小的一部分无线传播过去了，所以证明他的理论是对的。

这个体现到pcb走线就是

1 对于低频信号，导线就够了，但是高频的话，还是有一部分电磁场能量发散到大气中，所以导线附近要有一个平面，构成一个阻抗极其小的wave guide区域，电磁场会在这个区域传播能量。也就是为什么信号需要参考平面

2.参考平面带来另外一个问题，就是return current，如果参考平面不完整，或者跨平面。电流会跑到其他走线的区域，因为L * di/dt 的问题，引起电压不稳定，从而导致数字电路电压噪声。这就是也就是为什么信号需要完整参考平面