Можно ли «информационно» экранировать переменное магнитное поле?

Ранее я спрашивал о свойствах и экранировании «статического» магнитного поля , где я определил, что статические поля трудно экранировать.

Однако что меня действительно интересует, так это возможно ли защититься от переменного магнитного поля, в том смысле, что можно ли заблокировать саму информацию?

Когда я говорю об экранировании, я имею в виду не только ЭМ-экранирование, но и информационное экранирование.

Например:

  • Мы помещаем радиопередатчик в металлический ящик, который будет служить щитом.
  • Металлическая коробка может легко экранировать электрическое поле, выходящее или входящее в коробку, поэтому мы не можем посылать сигналы из коробки, так как электрическое поле блокируется экраном.
  • Пока все хорошо, электрическое поле не пропускает информацию, однако это электрическое поле может иметь переменное магнитное поле. (статическое поле не имеет значения, как указано выше)
  • Итак, если мы поместим магнитометр за экраном, сможет ли магнитометр улавливать сигнал от приемопередатчика? Он может быть электрически экранирован, но магнитометр ищет магнитное поле, и поэтому информация может выходить через магнитное поле?

Некоторые люди указывали на то, что переменное магнитное поле может генерировать вихревые токи, которые проявляются в экране. Таким образом, вихревые токи компенсируют изменение переменного магнитного поля и делают его статичным.

Так что я не совсем понимаю это явление, я хочу сказать, что меня не волнует, выходит ли из коробки статическое магнитное поле, что неизбежно произойдет в соответствии с ответами на мой предыдущий вопрос.

  • Таким образом, статическое магнитное поле погаснет, но это не проблема (поскольку оно не может нести информацию).
  • Но удастся ли переменному магнитному полю остановить вихревые токи, или магнитометр уловит вытекающую из ящика информацию?

Другими словами, может ли информация передаваться из электрически экранированной среды через переменные магнитные поля? Насколько эффективен электрический экран против блокировки информации, которая может переноситься магнитными волнами?

«вихревые токи нейтрализуют изменение переменного магнитного поля и делают его статичным». Не совсем так. Вихревые токи могут возникать только при изменении внешнего магнитного поля. Как только поле снова становится статичным, вихревые токи прекращаются, и новое статическое поле проходит через материал. Кроме того, вихревые токи не могут полностью отменить изменение поля, они только противодействуют ему в определенной степени (если только экран не является сверхпроводящим).
@JimmyB что вы подразумеваете под «во время изменения внешнего магнитного поля», вы имеете в виду поле вне экранированной среды? Кроме того, если вихревые токи блокируют некоторые изменения поля, можно ли определить, насколько они эффективны по сравнению с эффективностью самого электрического экрана в его роли «блокировки информации»? Я предполагаю, что магнитное поле всегда сложнее «информационно» содержать, чем электрическое.
Представьте, что я мгновенно (=высокая частота) меняю направление m. поле. Это быстрое изменение вызовет вихревые токи, но только на короткое время, потому что фактическое изменение поля длится всего мгновение. Вихревые токи прекращаются, и новое, перевернутое, статическое поле беспрепятственно проникает в материал. Следовательно, вихревые токи действуют только как фильтр нижних частот для магнитных полей, не более того.

Ответы (4)

может ли информация передаваться из электрически экранированной среды через переменные магнитные поля?

Да.

Насколько эффективен электрический экран против блокировки информации, которая может переноситься магнитными волнами?

В зависимости от толщины экрана и частоты, от очень эффективных до совершенно бесполезных. Чем тоньше экран и чем ниже частота, тем менее эффективно он ослабляет магнитное поле. Будет ли этого достаточно, чтобы «заблокировать» сигнал, также зависит от расстояния и чувствительности приемника, а также от характера сигнала.

Настоящие щиты также не полностью блокируют электрическое поле. Если вы поместите чувствительный приемник достаточно близко к «полностью» экранированному высокочастотному трансиверу, вы, вероятно, сможете уловить достаточно радиочастот, чтобы получить от него некоторую информацию.

Сверхпроводящий материал будет полностью блокировать как постоянное, так и переменное поля, потому что он позволяет течь току, который точно нейтрализует падающее поле. Материалы с ненулевым удельным сопротивлением будут менее эффективными, потому что энергия индуцированного тока рассеивается в виде тепла, вызывая затухание тока. Вот почему токопроводящие коробки обеспечивают лучшее экранирование на более высоких частотах.

Магнитные материалы (с высокой проницаемостью ) блокируют магнитные поля, потому что они легко образуют внутреннее поле, которое нейтрализует падающее поле. Если проницаемость не бесконечна, некоторое поле все равно будет ускользать, но современные практические материалы обеспечивают очень высокие значения затухания.

Поскольку каждый из них переплетен, вы можете думать о магнитных сигналах так же, как об электрических сигналах, но с поворотом на 90 градусов.

Вы можете буквально понять, что экран очень похож на катушку индуктивности в сигнальной линии. Как вы знаете, дроссель «БЛОКИРУЕТ» внезапные переходы или высокочастотные сигналы электрического напряжения.

Точно так же экран БЛОКИРУЕТ внезапные изменения магнитного поля и ослабляет уровень переменных полей.

введите описание изображения здесь

Точно так же, как ступенчатое напряжение «затухает» на катушке индуктивности в сигнальной линии, ступенчатое магнитное поле также будет затухать через экран.

В электрическом индукторе у вас есть катушка провода вокруг ферромагнитного материала, а эффект индуктивности вызван энергией, которую вам нужно сохранить для создания этого магнитного поля.

Точно так же в магнитном индукторе вам нужно создать электрическое поле вокруг «магнитного тока». Буквально электроны крутятся в воображаемых проводах, спрятанных внутри материала экрана. Это то, что мы называем «вихревыми токами».

Итак, чтобы полностью ответить на ваш вопрос. Да, низкочастотные магнитные «Сигналы» можно посылать из металлического ящика.

"...может быть отправлено из металлического ящика, если толщина скин-слоя металла для этой частоты ненамного меньше толщины ящика". Например, b-поля на частоте 60 Гц легко ускользают из алюминиевой коробки, даже если она имеет толщину 1/8 дюйма. Но если она имеет толщину 1 фут, 60 Гц не ускользнет (поскольку глубина скин-слоя немного превышает 1/4 дюйма для 60 Гц для алюминия). .) Еще тонкий алюминий легко блокирует КВ, УКВ, СВЧ и т.д.
@wbeaty да, действительно, хорошее дополнение, размер имеет значение.

Выполняя лабораторные измерения магнитного экранирования, используя 1-дюймовые квадратные контуры (на самом деле резисторы 50 Ом, чтобы избежать короткого замыкания генератора сигналов, управляющего первичным контуром, и для обратного завершения вторичного высокочастотного сигнала) на 1-дюймовые контуры в коаксиальном кабеле, я измерил 150 наносекунд. ЗАДЕРЖКА через медную фольгу толщиной 1,4 мил (35 микрон) 1 унция/фут^2.

Выходная амплитуда была ---- это из памяти; лаббук сейчас далеко----около 5 милливольт. При подаче 5 вольт на первичный контур вторичный контур производил только 5 милливольт. С задержкой 150 наносекунд. От привода прямоугольной формы [20 нСм Tr,Tf?] к первичному контуру.

Таким образом, затухание 1000:1 и задержка 150 нс. Выходной сигнал имеет «диффузионную» форму волны, а не здоровое время нарастания «S». Эта реакция, «диффузия», является стандартной формой волны, предсказываемой дифференциальными уравнениями для распространения тепла в одном измерении, для распространения чернил в воде и для магнитных полей, пытающихся распространяться СКВОЗЬ (не вдоль, а СКВОЗЬ) металлы.

Задержка согласуется с расчетами Джексона в его книге E&M для такой толщины медной фольги.

Можно ли «информационно» экранировать переменное магнитное поле?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v