Экранирование «электрически» также экранирует «магнитно»?

Я знаю, что это звучит как вопрос новичка, но я не могу понять это. Электромагнитное поле представляет собой электрическое + магнитное поле.

Таким образом, это означает, что при агрессивном ограждении оборудования, например, чтобы избежать помех другой электронике, нам необходимо экранировать электромагнитные волны, что означает как электрическое, так и магнитное экранирование.

Итак, если мы поместим, скажем, радиоприемник в алюминиевую коробку, алюминий станет самым экономичным материалом, который вы можете найти. Некоторые могут использовать медь, но алюминий более экономичен.

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 имеет очень низкую проницаемость. Так как же алюминиевый ящик может защитить расположенное рядом оборудование от магнитного поля радио внутри него? Он экранирует электрическое поле, но не магнитное?

Может кто-нибудь объяснить мне, как экранирование работает с электрическими/магнитными волнами? Поскольку я не могу обдумать это, как он может экранировать электрическую часть, но не магнитную?

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

В экспериментах по физике «мю-металл» часто используется для (частичного) экранирования магнитных полей.

Ответы (3)

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

Статические магнитные поля не могут быть экранированы. Их можно перенаправить с помощью железистых материалов, но даже они их не заблокируют.

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 находится под фиксированным потенциалом. Пространство как бы закорочено.

Однако переменные магнитные поля достаточной частоты не проходят через металлическую пластину. Переменное поле создает вихревой ток в пластине, который создает гасящее магнитное поле.

Все это объясняется гораздо более подробно здесь. Википедия

поэтому, если экран блокирует электрическое поле интенсивностью X, он должен блокировать переменное магнитное поле такой же интенсивности, если его частота достаточно высока?
Это правильно. Вы также можете думать об этом по-другому. Переменное магнитное поле ДОЛЖНО иметь сопровождающее переменное электрическое поле. Поскольку у него не может быть этого, потому что пространство закорочено ... магнетизм тоже не может пройти.
Разве в ближнем поле (<1/2 длины волны?) поля H и E не независимы?
Если быть педантичным, статические магнитные поля можно экранировать... с помощью широкого применения сверхпроводников. Эффект Мейснера!

В коробке расстояние от цепи до экрана может оказаться недостаточным для возникновения электромагнитной волны. В этом случае вы можете обоснованно рассматривать поле E отдельно от поля H.

Море подвижных электронов в металле очень эффективно для экранирования Эполя; электроны перемещаются туда, где это необходимо на поверхности металла, чтобы противостоять входящим линиям потока Эполя, заставляя этот поток сталкиваться с металлом экрана только под углом ровно 90 градусов.

Отношение магнитной проницаемости к электрической проницаемости намекает на совершенно разные эффекты между экранированием H-поля и E-поля.

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

Чтобы начать экранировать от 60 Гц, вам нужно sqrt (5 000 000/60) ~~ sqrt (100 000) = в 316 раз больше толщины; таким образом, 35 ​​микрон * 316, около 10 000 микрон или около 1 см.

Для магнитных полей алюминий и медь ведут себя почти одинаково. Му одинаково для обоих; различия появляются из-за разной проводимости. Алюминий мгновенно тускнеет, поэтому к нему нельзя припаиваться. Медь легко паяется большим горячим утюгом.

Что касается вашего вопроса о шумовой опасности для рядом стоящего оборудования, то ответ ДА. Сигналы могут мешать друг другу. Посмотрите мой ответ на вопрос «Расстояние между трассами SPI…».


{править} Электрополя высокого напряжения вызывают большое движение зарядов. Если частота низкая, вы получите заметное ВНЕШНЕЕ движение зарядов из-за Эполя. Другими словами, SkinEffect — ваш друг, но SkinEffect только предсказывает затухание; SkinEffect не препятствует движению внешнего заряда.

Я не очень хорошо знаю теорию, но могу рассказать вам, что я видел на практике в Qualcomm, когда работал там около 15 лет назад. Поэтому при тестировании телефонов/чипов (например, тестов эталонной чувствительности) мы поместили телефон в металлическую коробку размерами примерно 50 см x 35 см x 20 см. Судя по цвету коробки, он больше похож на медь, чем на алюминий, но я думаю, вы можете использовать искусственные цвета. Там был провод, по которому сигнал шел к внешнему миру и обратно. Для более чувствительного тестирования телефон вместе с другим тестовым оборудованием был помещен в металлическую клетку размером с небольшую комнату. Были и другие меры предосторожности, которые мы приняли, чтобы не повлиять на результаты теста. Просто для уточнения сигналов, которые передавали телефоны, были сигналы GSM/GPRS/WCDMA в диапазоне примерно от 900 МГц до нескольких ГГц.