Экранирование «Электрически» тоже экранирует «Магнитно»?

13

Я знаю, это звучит как вопрос новичка, но я не могу сосредоточиться на этом. Электромагнитное поле электрическое + магнитное поле.

Таким образом, это означает, что при защите оборудования от нападок, например, от предотвращения создания помех другим электронным устройствам, мы должны экранировать электромагнитные волны, что означает как электрическое, так и магнитное экранирование.

Так что, если мы поместим, скажем, радио в алюминиевую коробку, алюминий - это наиболее экономически эффективный материал, который вы можете найти. Некоторые могут использовать медь, но алюминий более рентабелен.

Теперь алюминиевая коробка будет очень эффективно экранировать электрическое поле, если в коробке нет отверстий или швов или если кабели, выходящие из отверстий, должным образом экранированы и заземлены.

Но как насчет магнитного поля?

Алюминий обладает очень низкой проницаемостью. Так как же алюминиевая коробка может защитить расположенное рядом оборудование от магнитного поля радиоприемника внутри него? Это экранирует электрическое поле, но не магнитное?

Может кто-нибудь объяснить мне, как экранирование работает с электрическими / магнитными волнами? Потому что я не могу обернуть вокруг него голову, как он может защитить электрическую часть, но не магнит?

Представляет ли утечка магнитного поля какую-либо шумовую опасность для соседнего оборудования с этой теоретической точки зрения?

user138887
источник
3
В физических экспериментах "мю-металл" часто используется для (частично) экранирования магнитных полей.
nibot

Ответы:

15

Вы не были бы одиноки в этом. Это часто неправильно понимаемое явление.

Статические магнитные поля не могут быть экранированы. Они могут быть перенаправлены с использованием черных материалов, но даже они не будут блокировать их.

Электрические поля с другой стороны могут быть. Поскольку электрическое поле в основном представляет собой напряжение в пространстве, они не могут проходить через проводящую пластину, которая удерживается при фиксированном потенциале. Пространство закорочено как бы.

Однако переменные магнитные поля достаточной частоты не будут проходить через металлическую пластину. Переменное поле генерирует вихревой ток в пластине, который генерирует магнитное поле подавления.

Это все объясняется гораздо лучше здесь .. Википедия

Trevor_G
источник
1
поэтому, если экран блокирует электрическое поле напряженности X, он должен блокировать переменное магнитное поле аналогичной интенсивности, если его частота достаточно высока?
user138887
2
Это правильно. Вы также можете думать об этом по-другому. Переменное магнитное поле НУЖНО иметь сопутствующее переменное электрическое поле. Так как он не может иметь этого, потому что пространство закорочено .. магнетизм не может пройти либо.
Trevor_G
1
В ближнем поле (<1/2 длины волны?) Не являются ли поля H и E независимыми?
analogsystemsrf
5
Чтобы быть педантичными, статические магнитные поля могут быть экранированы ... при свободном применении сверхпроводников. Эффект Мейснера!
Очаг
2

В коробке расстояние от цепи до экрана может быть недостаточным для развития электромагнитной волны. В этом случае вы можете обоснованно рассматривать Efield отдельно от Hfield.

Море подвижных электронов в металле очень эффективно для экранирования поля; электроны перемещаются туда, где это необходимо, на поверхности металла, чтобы противостоять входящим линиям потока Efield, заставляя этот поток воздействовать только на защитный металл точно под углом 90 градусов.

Отношение магнитной проницаемости к электрической проницаемости намекает на резко различающиеся эффекты между экранированием Hfield и Efield.

Магнитное экранирование зависит от частоты. Стандартная медная фольга 1 унция / фут ^ 2 толщиной 35 микрон дает некоторое ослабление (несколько дБ) на частоте 5 МГц. На частоте 50 МГц те же 35 микрон обеспечивают sqrt (10) * дБ / Neper или 3,14 * 8,9 дБ = 28 дБ. На частоте 500 МГц эти 35 микрон обеспечивают ослабление 10,0 * дБ / Nepers или 89 дБ.

Чтобы начать экранирование от 60 Гц, вам нужно sqrt (5 000 000/60) ~~ sqrt (100 000) = в 316 раз больше толщины; таким образом, 35 ​​микрон * 316, около 10000 микрон или около 1 см.

Для магнитных полей алюминий и медь ведут себя почти одинаково. Mu одинаков для обоих; различия появляются из-за их различной проводимости. Алюминий мгновенно тускнеет, поэтому к нему нельзя припаяться. Медь легко паяется при помощи большого горячего утюга.

Что касается вашего вопроса об опасности шума для соседнего оборудования, ответ - ДА. Сигналы могут мешать друг другу. Проверьте мой ответ на вопрос «Расстояние между следами SPI .....».


{edit} Поля высокого напряжения вызывают много движения заряда. Если частота низкая, вы получите обнаруживаемое ВНЕШНЕЕ движение зарядов из-за поля. Другими словами, SkinEffect - ваш друг, но SkinEffect только предсказывает затухание; SkinEffect не препятствует движению внешнего заряда.

analogsystemsrf
источник
0

Я не очень хорошо знаю эту теорию, но могу рассказать вам, что я видел, когда практиковался в Qualcomm, когда работал там около 15 лет назад. Поэтому, проводя тесты на телефонах / чипах (например, тесты эталонной чувствительности), мы помещали телефон в металлическую коробку размером примерно 50 см х 35 см х 20 см. Из-за цвета коробки это больше походило на медь, чем на алюминий, но я думаю, вы можете использовать искусственные цвета. Был провод, который нес сигнал к и от внешнего мира. Для более чувствительного тестирования телефон вместе с другим испытательным оборудованием был помещен в металлическую клетку размером с небольшую комнату. Были и другие меры предосторожности, которые мы приняли, чтобы не влиять на результаты теста. Просто чтобы уточнить сигналы, которые несут телефоны, это сигналы GSM / GPRS / WCDMA в диапазоне от 900 МГц до нескольких ГГц.

Ясир Ахмед
источник