电磁屏蔽原理
电屏蔽的实质是减小两个设备(或两个电路、组件、元件)间电场感应的影响。电屏蔽的原理:是在保证良好接地的条件下,将干扰源所产生的干扰终止于由良导体制成的屏蔽体。因此,接地良好及选择良导体做为屏蔽体是电屏蔽能否起作用的两个关键因素。磁屏蔽的原理是由屏蔽体对干扰磁场提供低磁阻的磁通路,从而对干扰磁场进行分流,因而选择钢、铁、坡莫合金等高磁导率的材料和设计盒、等封
电磁效能测试技术
电磁屏蔽原理
电屏蔽的实质是减小两个设备(或两个电路、组件、元件)间电场感应的影响。电屏蔽的原理:是在保证良好接地的条件下,将干扰源所产生的干扰终止于由良导体制成的屏蔽体。因此,接地良好及选择良导体做为屏蔽体是电屏蔽能否起作用的两个关键因素。磁屏蔽的原理是由屏蔽体对干扰磁场提供低磁阻的磁通路,从而对干扰磁场进行分流,因而选择钢、铁、坡莫合金等高磁导率的材料和设计盒、等封闭壳体成为磁屏蔽的两个关键因素。采用的金属网孔愈密,直到采用整体的金属壳,屏蔽的效果愈好,但所费材料愈多。
电磁屏蔽的原理是由金属屏蔽体通过对电磁波的反射和吸收来屏蔽辐射的干扰源的远区场,即同时屏蔽场源所产生的电场和磁场分量。由于随着频率的增1高,波长变得与屏蔽体上孔缝的尺寸相当,从而导致屏蔽体的孔缝泄漏成为电磁屏蔽关键的控制要素。
电磁屏蔽的方法
静磁屏蔽
静磁场是稳恒电流或永1久磁体产生的磁场。静磁屏蔽是利用高磁导率的铁磁材料做成屏蔽罩以屏蔽外磁场。它与静电屏蔽作用类似而又有不同。静磁屏蔽的原理可以用磁路的概念来说明。如将铁磁材料做成截面如图2 (b)的回路,则在外磁场中,绝大部份磁场集中在铁磁回路中。这可以把铁磁材料与空腔中的空气作为并联磁路来分析。因为铁磁材料的磁导率比空气的磁导率要大几千倍,所以空腔的磁阻比铁磁材料的磁阻大得多,外磁场的磁感应线的绝大部份将沿着铁磁材料壁内通过,而进入空腔的磁通量较少。这样,被铁磁材料屏蔽的空腔就基本上没有外磁场,从而达到静磁屏蔽的目的。线圈工作电流的产生的磁力线与屏蔽体感生电流所产生的磁力线方向相反,该区域内由于屏蔽体的介入,磁力线更为密集,磁场更强。材料的磁导率愈高,筒闭愈厚,屏蔽效果就愈显著。因常用磁导率高的铁磁材料如软铁、硅钢、坡莫合金做屏蔽层,故静磁屏蔽又叫铁磁屏蔽。
静磁屏蔽是为了排除静磁场干扰的一种电磁屏蔽技术,这可以采磁导率很大的铁磁材料制作而成的空壳(屏蔽罩)来实现。
电磁屏蔽
电磁场在导电介质中传播时,其场量(E和H)的振幅随距离的增加而按指数规律衰减。
从能量的观点看,电磁波在导电介质中传播时有能量损耗,因此,表现为场量振幅的减小。导体表面的场量较大,愈深入导体内部,场量愈小。这种现象也称为趋肤效应。利用趋肤效应可以阻止高频电磁波透入良导体而作成电磁屏蔽装置。它比静电、静磁屏蔽更具有普遍意义。电磁屏蔽是抑制干扰,增强设备的可靠性及提高产量的有效手段。这样,被铁磁材料屏蔽的空腔就基本上没有外磁场,从而达到静磁屏蔽的目的。
合理地使用电磁屏蔽,可以抑制外来高频电磁波的干扰,也可以避免作为干扰源去影响其他设备。如在收音机中,用空芯铝壳罩在线圈外面,使它不受外界时变场的干扰从而避免杂音。音频馈线用屏蔽线也是这个道理。示波管用铁皮包着,也是为了使杂散电磁场不影响电子射线的扫描。在金属屏蔽壳内部的元件或设备所产生的高频电磁波也透不出金属壳而不致影响外部设备。随着数值计算方法的不断完善,有限元法及有限时域差分法已开始被用于复杂屏蔽体效能的计算。
为了得到有效的屏蔽作用,屏蔽层的厚度必须接近于屏蔽物质内部的电磁波波长(λ=2πd)。如在收音机中,若f=500kHz,则在铜中d=0.094mm(λ=0.59mm)。在铝中d=0.12mm(λ=0.75mm)。所以在收音机中用较薄的铜或铝材料已能得到良好的屏蔽效果。因为电视频率更高,透入深度更小些,所需屏蔽层厚度可更薄些,如果考虑机械强度,要有必要的厚度。在高频时,由于铁磁材料的磁滞损耗和涡流损失较大,从而造成谐振电路因素Q值的下降,故一般不采用高磁导率的磁屏蔽,而采用高电导率的材料做电磁屏蔽。在电磁材料中,因趋肤电流是涡电流,故电磁屏蔽又叫涡流屏蔽。电磁屏蔽屏蔽导电漆就是能用于喷涂的一种油漆干燥形成漆膜后能起到导电的作用,从而屏蔽电磁波干扰的功能。
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