Magneettikentän suojaamiseen käytetään kahta menetelmää:

vaihtomenetelmä;

Näytön magneettikenttämenetelmä.

Tarkastellaanpa kutakin näistä menetelmistä tarkemmin.

Menetelmä magneettikentän ohittamiseksi näytöllä.

Menetelmää, jossa magneettikenttä ohitetaan näytöllä, käytetään suojaamaan jatkuvaa ja hitaasti muuttuvaa vaihtuvaa magneettikenttää vastaan. Suodattimet on valmistettu ferromagneettisista materiaaleista, joilla on korkea suhteellinen magneettinen läpäisevyys (teräs, permalloy). Näytön läsnä ollessa magneettisen induktion viivat kulkevat pääosin sen seiniä pitkin (kuva 8.15), joiden magneettiresistanssi on alhainen verrattuna näytön sisällä olevaan ilmatilaan. Suojauksen laatu riippuu suojuksen magneettisesta läpäisevyydestä ja magneettipiirin resistanssista, ts. Mitä paksumpi suoja on ja mitä vähemmän saumoja, liitoksia, jotka kulkevat magneettisten induktiolinjojen suunnassa, suojauksen tehokkuus on suurempi.

Näytön siirtomenetelmä.

Näytön siirtomenetelmää käytetään vaihtelevien suurtaajuisten magneettikenttien seulomiseen. Tässä tapauksessa käytetään ei-magneettisista metalleista valmistettuja näyttöjä. Suojaus perustuu induktioilmiöön. Tässä induktioilmiö on hyödyllinen.

Laitetaan kuparisylinteri tasaisen vaihtuvan magneettikentän polulle (Kuva 8.16, a). Muuttuva ED kiihtyy siinä, mikä puolestaan ​​​​luo muuttuvia induktiopyörrevirtoja (Foucault-virtoja). Näiden virtojen magneettikenttä (Kuva 8.16, b) suljetaan; sylinterin sisällä se suunnataan jännittävää kenttää kohti ja sen ulkopuolella samaan suuntaan jännittävän kentän kanssa. Tuloksena olevaa kenttää (kuva 8.16, c) heikennetään sylinterin lähellä ja vahvistetaan sen ulkopuolella, ts. tapahtuu kentän siirtymä sylinterin käyttämästä tilasta, mikä on sen suojausvaikutus, joka on sitä tehokkaampi, mitä pienempi on sylinterin sähkövastus, ts. mitä enemmän sen läpi virtaa pyörteitä.

Pintavaikutelman ("ihoilmiön") vuoksi pyörrevirtojen tiheys ja vaihtuvan magneettikentän intensiteetti putoaa eksponentiaalisesti niiden mentäessä syvemmälle metalliin

, (8.5)

Missä (8.6)

- kentän ja virran vähenemisen indikaattori, jota kutsutaan vastaava tunkeutumissyvyys.

Tässä on materiaalin suhteellinen magneettinen permeabiliteetti;

– tyhjiön magneettinen permeabiliteetti on 1,25*108 gn*cm-1;

– materiaalin ominaisvastus, ohm*cm;

- taajuus Hz.

Pyörrevirtojen suojausvaikutusta on kätevää karakterisoida vastaavan tunkeutumissyvyyden arvolla. Mitä pienempi x 0, sitä suuremman magneettikentän ne luovat, mikä syrjäyttää poimintalähteen ulkoisen kentän näytön miehittämästä tilasta.

Ei-magneettiselle materiaalille kaavassa (8.6) =1, suojausvaikutus määräytyy vain ja . Ja jos näyttö on valmistettu ferromagneettisesta materiaalista?

Jos sama, vaikutus on parempi, koska >1 (50...100) ja x 0 ovat pienempiä.

Joten x 0 on pyörrevirtojen suojausvaikutuksen kriteeri. On mielenkiintoista arvioida, kuinka monta kertaa virrantiheys ja magneettikentän voimakkuus pienenevät syvyydessä x 0 verrattuna pinnalla olevaan. Tätä varten korvaamme kaavan (8.5) x \u003d x 0

mistä voidaan nähdä, että syvyydellä x 0 virrantiheys ja magneettikentän voimakkuus pienenevät kertoimella e, ts. arvoon 1/2,72 asti, joka on 0,37 pinnan tiheydestä ja jännityksestä. Koska kentän heikkeneminen on vain 2,72 kertaa syvyydessä x 0 ei riitä luonnehtimaan suojamateriaalia, sitten käytetään vielä kahta tunkeutumissyvyyden arvoa x 0,1 ja x 0,01, jotka kuvaavat virrantiheyden ja kenttäjännitteen pudotusta 10 ja 100 kertaa niiden pinnalla olevista arvoista.

Arvot x 0,1 ja x 0,01 ilmaistaan ​​arvon x 0 kautta, tälle muodostamme lausekkeen (8.5) perusteella yhtälön

JA ,

päättää kumman saamme

x 0,1 \u003d x 0 ln10 \u003d 2,3 x 0; (8.7)

x 0,01 = x 0 ln100 = 4,6 x 0

Eri suojamateriaalien kaavojen (8.6) ja (8.7) perusteella kirjallisuudessa on annettu tunkeutumissyvyyden arvot. Selvyyden vuoksi esitämme samat tiedot taulukon 8.1 muodossa.

Taulukosta näkyy, että kaikilla korkeilla taajuuksilla, keskiaaltoalueelta alkaen, mistä tahansa metallista valmistettu näyttö, jonka paksuus on 0,5...1,5 mm, toimii erittäin tehokkaasti. Näytön paksuutta ja materiaalia valittaessa ei pidä lähteä materiaalin sähköisistä ominaisuuksista, vaan opastaa niitä Mekaanisen lujuuden, jäykkyyden, korroosionkestävyyden, yksittäisten osien liittämisen helppous ja niiden välisten siirtymäkontaktien toteuttaminen alhaisella vastuksella, juottamisen, hitsauksen helppous jne.

Taulukon tiedoista seuraa, että yli 10 MHz:n taajuuksilla alle 0,1 mm paksuinen kuparikalvo ja vielä enemmän hopeakalvo antaa merkittävän suojavaikutuksen. Siksi yli 10 MHz:n taajuuksilla on melko hyväksyttävää käyttää kalvopäällysteisistä getinakseista tai muusta kuparilla tai hopealla päällystetystä eristävästä materiaalista valmistettuja suojia.

Terästä voidaan käyttää seulanna, mutta sinun on muistettava, että korkean resistiivisyyden ja hystereesiilmiön vuoksi terässeula voi aiheuttaa merkittäviä häviöitä seulontapiireihin.

Suodatus

Suodatus on tärkein keino vaimentaa ES:n tasa- ja vaihtovirran tehonsyöttö- ja kytkentäpiireihin syntyviä rakenteellisia häiriöitä. Tähän tarkoitukseen suunniteltujen kohinanvaimennussuodattimien avulla voit vähentää johtuvia häiriöitä sekä ulkoisista että sisäisistä lähteistä. Suodatusteho määräytyy suodattimen sisäänpanohäviön mukaan:

db,

Suodattimella on seuraavat perusvaatimukset:

Varmistetaan tietty hyötysuhde S vaaditulla taajuusalueella (ottaen huomioon sähköpiirin sisäinen vastus ja kuormitus);

Suodattimen tasa- tai vaihtojännitteen sallitun pudotuksen rajoitus suurimmalla kuormitusvirralla;

Varmistetaan syöttöjännitteen sallittu epälineaarinen vääristymä, joka määrittää suodattimen lineaarisuuden vaatimukset;

Suunnitteluvaatimukset - suojauksen tehokkuus, vähimmäiskoko ja -paino, normaalin lämpötilan varmistaminen, mekaanisten ja ilmastollisten vaikutusten kestävyys, rakenteen valmistettavuus jne.;

Suodatinelementit on valittava ottaen huomioon sähköpiirin nimellisvirrat ja -jännitteet sekä niissä aiheuttamat jännite- ja virtapiikit, jotka johtuvat sähköjärjestelmän epävakaudesta ja transienteista.

Kondensaattorit. Niitä käytetään itsenäisinä melunvaimennuselementteinä ja rinnakkaisina suodatinyksiköinä. Rakenteellisesti melunvaimennuskondensaattorit on jaettu:

Bipolaarinen tyyppi K50-6, K52-1B, IT, K53-1A;

Tukityyppi KO, KO-E, KDO;

Ei-koaksiaalinen läpivientityyppi K73-21;

Läpireiän koaksiaalinen tyyppi KTP-44, K10-44, K73-18, K53-17;

Kondensaattori lohkot;

Häiriönvaimennuskondensaattorin pääominaisuus on sen impedanssin riippuvuus taajuudesta. Häiriöiden vaimentamiseen taajuusalueella noin 10 MHz asti voidaan käyttää kaksinapaisia ​​kondensaattoreita, kun otetaan huomioon niiden johtojen lyhyt pituus. Referenssikkäytetään 30-50 MHz taajuuksille asti. Symmetrisiä päästökondensaattoreita käytetään kaksijohtimisessa piirissä 100 MHz:n luokkaa oleviin taajuuksiin asti. Läpivientikondensaattorit toimivat laajalla taajuusalueella noin 1000 MHz asti.

Induktiiviset elementit. Niitä käytetään itsenäisinä kohinanvaimennuselementteinä ja kohinanvaimennussuodattimien sarjalinkkeinä. Rakenteellisesti yleisimmät kuristimet ovat:

Kelattu ferromagneettiselle ytimelle;

Rullattu.

Häiriönvaimennuskuristimen pääominaisuus on sen impedanssin riippuvuus taajuudesta. Matalilla taajuuksilla on suositeltavaa käyttää PP90- ja PP250-laatujen magnetodielektrisiä ytimiä, jotka on valmistettu m-permalloy-pohjaisesta. Häiriöiden vaimentamiseksi laitteiden piireissä, joiden virrat ovat enintään 3A, on suositeltavaa käyttää DM-tyyppisiä HF-tyyppisiä kuristimia, suurille nimellisvirroille - D200-sarjan kuristimia.

Suodattimet. Keraamiset läpivientisuodattimet B7, B14, B23 on suunniteltu vaimentamaan häiriötä DC-, sykkivä- ja vaihtovirtapiireissä taajuusalueella 10 MHz - 10 GHz. Tällaisten suodattimien mallit on esitetty kuvassa 8.17

Suodattimien B7, B14, B23 aiheuttama vaimennus taajuusalueella 10..100 MHz kasvaa noin 20..30:sta 50..60 dB:iin ja yli 100 MHz:n taajuusalueella yli 50 dB.

B23B-tyyppiset keraamiset in-line-suodattimet on rakennettu levykeraamisten kondensaattoreiden ja kääntymättömien ferromagneettisten kuristimien pohjalta (kuva 8.18).

Kääntymättömät kuristimet ovat putkimaista ferromagneettista ydintä, joka on valmistettu luokan 50 VCh-2 ferriitistä ja joka on puettu läpivientiin. Kuristimen induktanssi on 0,08…0,13 µH. Suodatinkotelo on valmistettu UV-61 keraamisesta materiaalista, jolla on korkea mekaaninen lujuus. Kotelo on metalloitu hopeakerroksella matalan siirtymäresistanssin aikaansaamiseksi kondensaattorin ulkovaipan ja maadoituksen kierreholkin välillä, johon suodatin kiinnitetään. Kondensaattori juotetaan suodatinkoteloon ulkokehää pitkin ja läpivientiliittimeen sisäkehää pitkin. Suodattimen tiiviys varmistetaan täyttämällä kotelon päät seosaineella.

B23B-suodattimet:

suodattimen nimelliskapasitanssit - 0,01 - 6,8 μF,

nimellisjännite 50 ja 250 V,

nimellisvirta jopa 20A,

Suodattimen mitat:

L = 25 mm, D = 12 mm

B23B-suotimien tuoma vaimennus taajuusalueella 10 kHz - 10 MHz kasvaa noin 30..50 - 60..70 dB ja yli 10 MHz:n taajuusalueella yli 70 dB.

Laivalla ES:ssä on lupaavaa käyttää erityisiä melua vaimentavia johtoja, joissa on ferronitäyteaine, joilla on korkea magneettinen permeabiliteetti ja korkeat ominaishäviöt. Joten PPE-johtojen lisäysvaimennus taajuusalueella 1 ... 1000 MHz kasvaa 6: sta 128 dB / m:iin.

Tunnettu malli moninapaisista liittimistä, joissa jokaiseen koskettimeen on asennettu yksi U-muotoinen kohinasuodatin.

Sisäänrakennetun suodattimen kokonaismitat:

pituus 9,5 mm,

halkaisija 3,2 mm.

Suodattimen aiheuttama vaimennus 50 ohmin piirissä on 20 dB taajuudella 10 MHz ja jopa 80 dB 100 MHz:llä.

Digitaalisten uusiutuvien energialähteiden suodatusvirtapiirit.

Digitaalisten integroitujen piirien (DIC) kytkemisen aikana esiintyvä impulssikohina tehoväylissä sekä ulkoisesti tunkeutuva voi johtaa toimintahäiriöihin digitaalisten tietojenkäsittelylaitteiden toiminnassa.

Tehoväylien melutason vähentämiseksi käytetään piirisuunnittelumenetelmiä:

"Teho"-väylän induktanssin vähentäminen ottaen huomioon myötä- ja taaksepäin johtimien keskinäinen magneettinen kytkentä;

"Teho"-väylän osien pituuksien vähentäminen, jotka ovat yleisiä eri ISC:iden virroille;

Pulssivirtojen rintamien hidastuminen "teho"-väylissä melua vaimentavien kondensaattoreiden avulla;

Tehopiirien rationaalinen topologia painetulla piirilevyllä.

Johtimien poikkileikkauksen koon kasvu johtaa renkaiden sisäisen induktanssin pienenemiseen ja vähentää myös niiden aktiivista vastusta. Jälkimmäinen on erityisen tärkeä maadoitusväylän tapauksessa, joka on signaalipiirien paluujohdin. Siksi monikerroksisissa painetuissa piirilevyissä on toivottavaa tehdä "teho"-väyliä vierekkäisiin kerroksiin sijoitettujen johtavien tasojen muodossa (kuva 8.19).

Digitaalisten IC-piirien painetuissa piirikokoonpanoissa käytetyillä saranoiduilla tehoväylillä on suuret poikittaismitat verrattuna painettujen johtimien muotoisiin väyliin, ja näin ollen pienempi induktanssi ja vastus. Asennettujen voimakiskojen lisäetuja ovat:

Yksinkertaistettu signaalipiirien jäljitys;

PCB:n jäykkyyden lisääminen luomalla ylimääräisiä ripoja, jotka toimivat rajoittimina, jotka suojaavat IC:itä, joissa on asennettu ERE, mekaanisilta vaurioilta tuotteen asennuksen ja konfiguroinnin aikana (Kuva 8.20).

Korkealle valmistettavuudelle on ominaista painatusmenetelmällä valmistetut tehorenkaat, jotka on asennettu pystysuoraan piirilevylle (kuva 6.12c).

Tunnetaan IC-kotelon alle asennettujen asennettujen renkaiden malleja, jotka sijaitsevat laudalla riveissä (Kuva 8.22).

"Teho"-väylien harkitut mallit tarjoavat myös suuren lineaarisen kapasiteetin, mikä johtaa "teho" -linjan aallonvastuksen laskuun ja siten impulssimehinan tason laskuun.

Piirilevyn IC:n tehojohdotusta ei tule tehdä sarjassa (Kuva 8.23a), vaan rinnakkain (Kuva 8.23b)

Tehojohdotusta on käytettävä suljettujen piirien muodossa (kuva 8.23c). Tällainen rakenne lähestyy sähköisissä parametreissaan jatkuvia tehotasoja. Ulkoisen häiriötä kuljettavan magneettikentän vaikutuksilta suojaamiseksi ohjauspaneelin kehää pitkin tulee olla ulkoinen suljettu silmukka.

maadoitus

Maadoitusjärjestelmä on sähköpiiri, jolla on ominaisuus ylläpitää vähimmäispotentiaalia, joka on tietyn tuotteen vertailutaso. ES:n maadoitusjärjestelmän tulee tarjota signaali- ja tehonpalautuspiirejä, suojata ihmisiä ja laitteita virransyöttöpiirien vioista ja poistaa staattiset varaukset.

Maadoitusjärjestelmien tärkeimmät vaatimukset ovat:

1) minimoidaan maaväylän kokonaisimpedanssi;

2) suljettujen maasilmukoiden puuttuminen, jotka ovat herkkiä magneettikentille.

ES vaatii vähintään kolme erillistä maadoituspiiriä:

Signaalipiireihin, joissa virrat ja jännitteet ovat alhaiset;

Tehopiireille, joissa on korkea virrankulutus (virtalähteet, ES-lähtöasteet jne.)

Koripiireihin (runko, paneelit, näytöt ja pinnoitus).

ES:n sähköpiirit on maadoitettu seuraavilla tavoilla: yhdessä pisteessä ja useissa pisteissä, jotka ovat lähimpänä maadoituspistettä (Kuva 8.24)

Näin ollen maadoitusjärjestelmiä voidaan kutsua yksipiste- ja monipisteisiksi.

Suurin häiriötaso esiintyy yksipistemaadoitusjärjestelmässä, jossa on yhteinen sarjaan kytketty maadoitusväylä (Kuva 8.24 a).

Mitä kauempana maapiste on, sitä suurempi on sen potentiaali. Sitä ei tule käyttää piireissä, joissa on suuria virrankulutuksen vaihteluita, koska suuritehoiset DV:t luovat suuria paluumaadoitusvirtoja, jotka voivat vaikuttaa pienisignaalisiin DV:iin. Tarvittaessa kriittisin FU tulee kytkeä mahdollisimman lähelle maadoituspistettä.

Korkeataajuisissa piireissä (f ≥ 10 MHz) tulee käyttää monipistemaadoitusjärjestelmää (Kuva 8.24 c), joka kytkee FU RES pisteisiin, jotka ovat lähimpänä maadoituspistettä.

Herkissä piireissä käytetään kelluvaa maadoituspiiriä (Kuva 8.25). Tällainen maadoitusjärjestelmä vaatii piirin täydellisen eristämisen kotelosta (suuri resistanssi ja pieni kapasitanssi), muuten se on tehoton. Piirejä voidaan käyttää aurinkokennoilla tai akuilla, ja signaalien tulee tulla piiriin ja lähteä piiristä muuntajien tai optoerottimien kautta.

Esimerkki tarkasteltujen maadoitusperiaatteiden toteutuksesta yhdeksänraitaiselle digitaaliselle nauha-asemalle on esitetty kuvassa 8.26.

On olemassa seuraavat maadoitusväylät: kolme signaalia, yksi teho ja yksi runko. Häiriöille herkimmät analogiset FU:t (yhdeksän aistinvahvistin) on maadoitettu käyttämällä kahta erillistä maadoituskiskoa. Kolmanteen signaalimaahan on kytketty yhdeksän kirjoitusvahvistinta, jotka toimivat korkeammalla signaalitasolla kuin sensorivahvistimet, sekä ohjaus-IC:t ja liitäntäpiirit datatuotteilla. Kolme tasavirtamoottoria ja niiden ohjauspiirit, releet ja solenoidit on kytketty tehoväylän "maahan". Herkin käyttöakselin moottorin ohjauspiiri on kytketty lähimpänä maadoituspistettä. Maadoituskiskoa käytetään kotelon ja kotelon yhdistämiseen. Signaali-, teho- ja maadoituskiskot on kytketty yhteen toisiovirtalähteen yhdessä kohdassa. On syytä huomioida rakenteellisten kytkentäkaavioiden laatimisen tarkoituksenmukaisuus uusiutuvien energialähteiden suunnittelussa.

Harkitse tavallista tankomagneettia: magneetti 1 lepää pohjoisella pinnalla napa ylöspäin. Riippuva etäisyys y "role="presentation" style="position: suhteellisen;"> Y y "role="presentation" style="position: suhteellisen;"> y "role="presentation" style="position: suhteellisen;">Y sen yläpuolella (tuettu puolelta toiselle muoviputkella) on toinen, pienempi tankomagneetti, magneetti 2, pohjoisnapa alaspäin. Niiden väliset magneettiset voimat ylittävät painovoiman ja pitävät magneetin 2 ripustettuna. Tarkastellaan jotakin materiaalia, materiaali-X, joka liikkuu kohti kahden magneetin välistä rakoa alkunopeudella. v " role="presentation" style="position: suhteellisen;"> v v " role="presentation" style="position: suhteellisen;"> v "role="presentation" style="position: suhteellisen;">v ,

Onko olemassa materiaalia, materiaali-X , joka vähentää etäisyyttä y "role="presentation" style="position: suhteellisen;"> Y y "role="presentation" style="position: suhteellisen;"> y "role="presentation" style="position: suhteellisen;">Y kahden magneetin välissä ja kulkevat raon läpi nopeutta muuttamatta v " role="presentation" style="position: suhteellisen;"> v v " role="presentation" style="position: suhteellisen;"> v "role="presentation" style="position: suhteellisen;">v ?

Fysiikan ystävä

niin outo kysymys

Vastaukset

jojo

Etsimäsi materiaali saattaa olla suprajohde. Näillä materiaaleilla on nollavirtavastus ja ne voivat siten kompensoida läpäiseviä kenttäviivoja ensimmäisissä materiaalikerroksissa. Tätä ilmiötä kutsutaan Meissner-ilmiöksi ja se on suprajohtavan tilan määritelmä.

Sinun tapauksessasi kahden magneetin välissä on levyt, tämä vähentää ehdottomasti y "role="presentation" style="position: suhteellisen;"> Y y "role="presentation" style="position: suhteellisen;"> y "role="presentation" style="position: suhteellisen;">Y ,

Nopeudelle:

Tässä yleensä magneettikentän indusoimat pyörrevirrat johtavat tehohäviöön, joka määritellään seuraavasti:

P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " role="presentation"> P P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " role="presentation"> P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " role="presentation"> = π P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " role="presentation"> P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " role="presentation"> 2 P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " role="presentation"> P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " role="presentation"> SISÄÄN P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " role="presentation"> P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " role="presentation"> 2 P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " role="presentation"> P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " role="presentation"> P P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " role="presentation"> P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " role="presentation"> d P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " role="presentation"> P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " role="presentation"> 2 P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " role="presentation"> P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " role="presentation"> e P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " role="presentation"> P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " role="presentation"> 2 P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " role="presentation"> P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " role="presentation"> 6k ρD P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " role="presentation"> P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " role="presentation"> , P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " role="presentation"> P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " role="presentation">p P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " role="presentation">= P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " role="presentation">π P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " role="presentation">2 P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " role="presentation">B P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " role="presentation">p P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " role="presentation">2 P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " role="presentation">d P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " role="presentation">2 P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , "role="presentation">e P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " role="presentation">2 P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " role="presentation">6 P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , "role="presentation">K P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " role="presentation">ρ P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " role="presentation">D P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " role="presentation">,

koska suprajohteen vastus on kuitenkin nolla ja se on siten de facto

ρ = ∞ "role="esitys"> ρ = ∞ ρ = ∞ "role="esitys"> ρ = ∞ "role="presentation">ρ ρ = ∞ " role="esitys"> = ρ = ∞ "role="presentation">∞

liike-energiaa ei saa hukata, joten nopeus pysyy ennallaan.

On vain yksi ongelma:

Suprajohde voi olla olemassa vain hyvin alhaisessa lämpötilassa, joten se ei ehkä ole mahdollista koneessasi... tarvitsisit ainakin nestetypen jäähdytysjärjestelmän sen jäähdyttämiseen.

Muuta kuin suprajohteita, en näe mitään mahdollista materiaalia, koska jos materiaali on johdin, sinulla on aina häviöitä pyörrevirroista (eli vähentää v " role="presentation" style="position: suhteellisen;"> v v " role="presentation" style="position: suhteellisen;"> v "role="presentation" style="position: suhteellisen;">v) tai materiaali ei ole johdin (siis y "role="presentation" style="position: suhteellisen;"> Y y "role="presentation" style="position: suhteellisen;"> y "role="presentation" style="position: suhteellisen;">Y ei vähene).

adamdport

Voiko tätä ilmiötä havaita autossa tai jossain kokeessa?

jojo

Asia on kuitenkin siinä, että kun suprajohde tulee magneettikenttään, voimalinjat poikkeavat, mikä vaatii työtä... joten itse asiassa kahden magneetin väliselle alueelle pääsy maksaa jonkin verran energiaa. Jos levy poistuu alueelta sen jälkeen, energia voitetaan takaisin.

Lupercus

On materiaaleja, joilla on erittäin korkea magneettinen permeabiliteetti, kuten ns. µ-metalli. Niistä valmistetaan näytöt, jotka heikentävät Maan magneettikenttää elektronisuihkun reitillä herkissä elektronioptisissa laitteissa.

Koska kysymyksesi yhdistää kaksi erillistä osaa, jaan sen tarkastellakseni kutakin erikseen.

1. Staattinen tapaus: liikkuvatko magneettinapat lähemmäksi toisiaan, kun niiden väliin laitetaan magneettinen suojalevy?

Mu-materiaalit eivät "tappaa" magneettikenttää magneettinapojesi välillä, vaan vain kääntävät sen suuntaa ohjaten osan siitä metallisuojukseen. Tämä muuttaa kentän voimakkuutta suuresti B " role="presentation" style="position: suhteellisen;"> SISÄÄN B " role="presentation" style="position: suhteellisen;"> B " role="presentation" style="position: suhteellisen;"> näytön pinnalla, melkein ylittäen sen rinnakkaiset komponentit. Tämä johtaa magneettisen paineen laskuun p = B 2 8 π μ " role="presentation" style="position: suhteellinen;"> p= B p = B 2 8 π μ " role="presentation" style="position: suhteellinen;"> p = B 2 8 π μ " role="presentation" style="position: suhteellinen;"> 2 p = B 2 8 π μ " role="presentation" style="position: suhteellinen;"> p = B 2 8 π μ " role="presentation" style="position: suhteellinen;"> 8 pi p = B 2 8 π μ " role="presentation" style="position: suhteellinen;"> p = B 2 8 π μ " role="presentation" style="position: suhteellinen;"> μ p = B 2 8 π μ " role="presentation" style="position: suhteellinen;"> p = B 2 8 π μ " role="presentation" style="position: suhteellisen;">p p = B 2 8 π μ " role="presentation" style="position: suhteellinen;">== p = B 2 8 π μ " role="presentation" style="position: suhteellisen;">B p = B 2 8 π μ " role="presentation" style="position: suhteellisen;">2 p = B 2 8 π μ " role="presentation" style="position: suhteellisen;">8 p = B 2 8 π μ " role="presentation" style="position: suhteellisen;">π p = B 2 8 π μ " role="presentation" style="position: suhteellisen;">μ näytön pinnan välittömässä läheisyydessä. Jos tämä magneettikentän väheneminen näytöllä muuttaisi merkittävästi magneettista painetta magneettien sijainnissa, jolloin ne liikkuvat? Pelkäänpä, että tässä tarvitaan tarkempaa laskelmaa.

2. Levyn liike: Onko mahdollista, että suojalevyn nopeus ei muutu?

Harkitse seuraavaa hyvin yksinkertaista ja intuitiivista kokeilua: Ota kupariputki ja pidä sitä pystyssä. Ota pieni magneetti ja anna sen pudota putkeen. Magneetti putoaa: i) hitaasti ja ii) tasaisella nopeudella.

Geometriasi voidaan tehdä putoavan putken kaltaiseksi: harkitse päällekkäin kelluvaa magneettipylvästä, eli parittaisilla navoilla, NN ja SS. Ota nyt "monilevyinen" suojus, joka on valmistettu samansuuntaisista levyistä, jotka pidetään tiukasti paikallaan yhtä etäisyydellä toisistaan ​​(esim. 2D-kampa). Tämä maailma simuloi useita putoavia putkia rinnakkain.

Jos pidät nyt magneettipylvästä pystysuunnassa ja vedät monilevyä niiden läpi vakiovoimalla (analogisesti painovoiman kanssa), saavutat vakionopeustilan - samanlaisen kuin putoavan putken kokeessa.

Tämä viittaa siihen, että magneettipylväs tai tarkemmin sanottuna niiden magneettikenttä vaikuttaa viskoosin väliaineen kuparilevyihin:

M p l a t e v ˙ = − γ B v + F p u l l " role="esitys"> m m p l a t e v ˙ = − γ B v + F p u l l " role="esitys"> m p l a t e v ˙ = − γ B v + F p u l l " role="esitys"> lautanen m p l a t e v ˙ = − γ B v + F p u l l " role="esitys"> m p l a t e v ˙ = − γ B v + F p u l l " role="esitys"> v m p l a t e v ˙ = − γ B v + F p u l l " role="esitys"> m p l a t e v ˙ = − γ B v + F p u l l " role="esitys"> ˙ m p l a t e v ˙ = − γ B v + F p u l l " role="esitys"> m p l a t e v ˙ = − γ B v + F p u l l " role="esitys"> = - γ m p l a t e v ˙ = − γ B v + F p u l l " role="esitys"> m p l a t e v ˙ = − γ B v + F p u l l " role="esitys"> SISÄÄN m p l a t e v ˙ = − γ B v + F p u l l " role="esitys"> m p l a t e v ˙ = − γ B v + F p u l l " role="esitys"> V+ F m p l a t e v ˙ = − γ B v + F p u l l " role="esitys"> m p l a t e v ˙ = − γ B v + F p u l l " role="esitys"> p l l m p l a t e v ˙ = − γ B v + F p u l l " role="esitys"> m p l a t e v ˙ = − γ B v + F p u l l " role="presentation">m m p l a t e v ˙ = − γ B v + F p u l l " role="presentation">p m p l a t e v ˙ = − γ B v + F p u l l " role="presentation">L m p l a t e v ˙ = − γ B v + F p u l l " role="presentation">T m p l a t e v ˙ = − γ B v + F p u l l " role="presentation">e m p l a t e v ˙ = − γ B v + F p u l l " role="presentation">v m p l a t e v ˙ = − γ B v + F p u l l " role="esitys">˙ m p l a t e v ˙ = − γ B v + F p u l l " rooli="esitys"> = m p l a t e v ˙ = − γ B v + F p u l l " role="presentation">- m p l a t e v ˙ = − γ B v + F p u l l " role="presentation">γ m p l a t e v ˙ = − γ B v + F p u l l " rooli="esitys">В m p l a t e v ˙ = − γ B v + F p u l l " role="presentation">v m p l a t e v ˙ = − γ B v + F p u l l " role="presentation">+ m p l a t e v ˙ = − γ B v + F p u l l " role="presentation">F m p l a t e v ˙ = − γ B v + F p u l l " role="presentation">p m p l a t e v ˙ = − γ B v + F p u l l " role="presentation">U m p l a t e v ˙ = − γ B v + F p u l l " role="presentation">L m p l a t e v ˙ = − γ B v + F p u l l " role="presentation">L

Missä γ B " role="presentation" style="position: suhteellisen;"> γ γ B " role="presentation" style="position: suhteellisen;"> γ B " role="presentation" style="position: suhteellisen;"> SISÄÄN γ B " role="presentation" style="position: suhteellisen;"> γ B " role="presentation" style="position: suhteellisen;">γ γ B "role="presentation" style="position: suhteellisen;">B on tehollinen kitkakerroin, joka johtuu levyjen läsnäolon häiritsemästä magneettikentästä. Jonkin ajan kuluttua saavutat lopulta järjestelmän, jossa kitkavoima kompensoi vaivannäkösi ja nopeus pysyy vakiona: v = F p u l l γ B " role="presentation" style="position: suhteellinen;"> v= F v = F p u l l γ B " role="presentation" style="position: suhteellinen;"> v = F p u l l γ B " role="presentation" style="position: suhteellinen;"> p l l v = F p u l l γ B " role="presentation" style="position: suhteellinen;"> v = F p u l l γ B " role="presentation" style="position: suhteellinen;"> γ v = F p u l l γ B " role="presentation" style="position: suhteellinen;"> v = F p u l l γ B " role="presentation" style="position: suhteellinen;"> SISÄÄN v = F p u l l γ B " role="presentation" style="position: suhteellinen;"> v = F p u l l γ B " role="presentation" style="position: suhteellinen;"> v v = F p u l l γ B " role="presentation" style="position: suhteellinen;"> = v = F p u l l γ B " role="presentation" style="position: suhteellinen;"> F v = F p u l l γ B " role="presentation" style="position: suhteellinen;"> P v = F p u l l γ B " role="presentation" style="position: suhteellinen;"> U v = F p u l l γ B " role="presentation" style="position: suhteellinen;"> L v = F p u l l γ B " role="presentation" style="position: suhteellinen;"> L v = F p u l l γ B " role="presentation" style="position: suhteellinen;"> γ v = F p u l l γ B " role="presentation" style="position: suhteellinen;"> SISÄÄN ,

Jos tämä nopeus on yhtä suuri kuin nopeus, joka sinulla oli ennen kuin vedit levyt magneettikenttään, on kyse siitä, kuinka hallitset vetovoimaa. Huomautus: jos pitoa ei ole, magneettijarrutusvaikutus yksinkertaisesti pysäyttää levyn. Joten sinun täytyy vetää vastaavasti, jos haluat tasaisen nopeuden.

Magneettikenttien suojaus voidaan suorittaa kahdella tavalla:

Suojaus ferromagneettisilla materiaaleilla.

Suojaus pyörrevirroilla.

Ensimmäistä menetelmää käytetään tavallisesti vakio-MF- ja matalataajuisten kenttien seulomiseen. Toinen menetelmä tarjoaa merkittävän tehokkuuden suurtaajuisen MF:n suojauksessa. Pintavaikutuksesta johtuen pyörrevirtojen tiheys ja vaihtuvan magneettikentän intensiteetti, kun ne menevät syvemmälle metalliin, putoavat eksponentiaalisen lain mukaan:

Kentän ja virran pieneneminen, jota kutsutaan ekvivalentiksi tunkeutumissyvyydeksi.

Mitä pienempi tunkeutumissyvyys on, sitä suurempi virta virtaa näytön pintakerroksissa, sitä suurempi on sen luoma käänteinen MF, joka syrjäyttää poimintalähteen ulkoisen kentän näytön miehittämästä tilasta. Jos suoja on valmistettu ei-magneettisesta materiaalista, suojausvaikutus riippuu vain materiaalin ominaisjohtavuudesta ja suojakentän taajuudesta. Jos näyttö on valmistettu ferromagneettisesta materiaalista, ulkoinen kenttä indusoi siihen suuren e:n, jos muut asiat ovat samat. d.s. magneettikenttälinjojen suuremman pitoisuuden vuoksi. Materiaalin samalla johtavuudella pyörrevirrat kasvavat, mikä johtaa pienempään tunkeutumissyvyyteen ja parempaan suojausvaikutukseen.

Näytön paksuutta ja materiaalia valittaessa ei tule lähteä materiaalin sähköisistä ominaisuuksista, vaan huomioida mekaaninen lujuus, paino, jäykkyys, korroosionkestävyys, yksittäisten osien liittämisen helppous ja siirtymäkosketukset niiden välillä. alhainen vastus, helppo juottaminen, hitsaus ja niin edelleen.

Taulukon tiedoista voidaan nähdä, että yli 10 MHz:n taajuuksilla kupari ja vielä enemmän hopeakalvot, joiden paksuus on noin 0,1 mm, antavat merkittävän suojausvaikutuksen. Siksi yli 10 MHz:n taajuuksilla on melko hyväksyttävää käyttää kalvopäällysteisestä getinaxista tai lasikuidusta valmistettuja näyttöjä. Korkeilla taajuuksilla teräs antaa paremman suojausvaikutuksen kuin ei-magneettiset metallit. On kuitenkin otettava huomioon, että tällaiset näytöt voivat aiheuttaa merkittäviä häviöitä suojattuihin piireihin suuren resistiivisyyden ja hystereesin vuoksi. Siksi sellaiset näytöt ovat käyttökelpoisia vain niissä tapauksissa, joissa lisäyshäviö voidaan jättää huomiotta. Lisäksi suojauksen tehokkuuden parantamiseksi näytöllä on oltava pienempi magneettinen resistanssi kuin ilmalla, jolloin magneettikenttäviivat pyrkivät kulkemaan näytön seiniä pitkin ja tunkeutumaan näytön ulkopuolella olevaan tilaan pienempänä. Tällainen näyttö soveltuu yhtä hyvin suojaamaan magneettikentän vaikutuksia vastaan ​​kuin suojaamaan ulkotilaa näytön sisällä olevan lähteen synnyttämän magneettikentän vaikutukselta.

On olemassa monia teräs- ja permalloylaatuja, joilla on erilaiset magneettisen läpäisevyyden arvot, joten jokaiselle materiaalille on tarpeen laskea tunkeutumissyvyyden arvo. Laskelma tehdään likimääräisen yhtälön mukaan:

1) Suojaus ulkoista magneettikenttää vastaan

Ulkoisen magneettikentän magneettiset voimalinjat (magneettisen häiriökentän induktiolinjat) kulkevat pääasiassa näytön seinien paksuuden läpi, jolla on alhainen magneettinen vastus verrattuna näytön sisällä olevan tilan vastukseen. . Tämän seurauksena ulkoinen magneettinen häiriökenttä ei vaikuta sähköpiirin toimintaan.

2) Oman magneettikentän suojaus

Tällaista nosturia käytetään, jos tehtävänä on suojata ulkoisia sähköpiirejä kelavirran synnyttämän magneettikentän vaikutuksilta. Induktanssi L eli kun induktanssin L aiheuttama häiriö on käytännössä lokalisoitava, tällainen ongelma ratkaistaan ​​käyttämällä magneettisuojaa, kuten kuvassa kaaviomaisesti esitetään. Täällä melkein kaikki induktorin kentän kenttäviivat sulkeutuvat näytön seinien paksuuden läpi ylittämättä niitä, koska näytön magneettivastus on paljon pienempi kuin ympäröivän tilan vastus.

3) Kaksoisnäyttö

Kaksoismagneettisessa näytössä voidaan kuvitella, että osa magneettisista voimalinjoista, jotka ylittävät yhden näytön seinämien paksuuden, sulkeutuvat toisen näytön seinämien paksuuden läpi. Samalla tavalla voidaan kuvitella kaksinkertaisen magneettisen näytön toiminnan, kun lokalisoidaan ensimmäisen (sisemmän) näytön sisällä sijaitsevan sähköpiirielementin aiheuttamat magneettiset häiriöt: suurin osa magneettisista voimalinjoista (magneettiset hajaviivat) sulkeutuu läpi. ulkonäytön seinät. Tietysti kaksoisseinämissä seinämän paksuudet ja niiden välinen etäisyys on valittava järkevästi.

Kokonaissuojauskerroin saavuttaa suurimman arvonsa tapauksissa, joissa seinämän paksuus ja seulojen välinen rako kasvavat suhteessa etäisyyteen näytön keskipisteestä ja rako on sen vieressä olevien seinien seinäpaksuuksien geometrinen keskiarvo. . Tässä tapauksessa suojakerroin:

L = 20 lg (H/Ne)

Tämän suosituksen mukaisten kaksoisverkkojen valmistus on teknisistä syistä käytännössä vaikeaa. On paljon tarkoituksenmukaisempaa valita seulojen ilmaraon vieressä olevien kuorien välinen etäisyys, joka on suurempi kuin ensimmäisen seulan paksuus, suunnilleen yhtä suuri kuin ensimmäisen seulan pihvin ja suojatun piirielementin reunan välinen etäisyys. (esimerkiksi kelat ja induktorit). Magneettinäytön seinämän paksuuden valintaa ei voida tehdä yksiselitteiseksi. Rationaalinen seinämän paksuus määritetään. suojamateriaali, häiriötaajuus ja määritetty suojauskerroin. On hyödyllistä ottaa huomioon seuraavat asiat.

1. Häiriöiden taajuuden (vaihtuvan magneettikentän taajuus) kasvaessa materiaalien magneettinen permeabiliteetti heikkenee ja aiheuttaa näiden materiaalien suojausominaisuuksien heikkenemistä, koska magneettisen permeabiliteetin pienentyessä vastus magneettisille vaikutuksille näytön kohdistama virta kasvaa. Pääsääntöisesti magneettisen permeabiliteetin väheneminen taajuuden kasvaessa on voimakkainta niillä magneettisilla materiaaleilla, joilla on suurin alkuperäinen magneettinen permeabiliteetti. Esimerkiksi sähköteräslevy, jolla on alhainen magneettinen permeabiliteetti, muuttaa jx:n arvoa vähän taajuuden kasvaessa, ja permalloy, jolla on korkeat magneettisen läpäisevyyden alkuarvot, on erittäin herkkä magneettikentän taajuuden lisääntymiselle. ; sen magneettinen permeabiliteetti laskee jyrkästi taajuuden myötä.

2. Magneettisissa materiaaleissa, jotka ovat alttiina suurtaajuiselle magneettiselle häiriökentälle, ilmenee selvästi pintavaikutus, eli magneettivuon siirtyminen näytön seinämien pintaan, mikä aiheuttaa näytön magneettisen vastuksen kasvun. Tällaisissa olosuhteissa näyttää melkein hyödyttömältä lisätä näytön seinämien paksuutta yli rajojen, jotka magneettivuon miehittää tietyllä taajuudella. Tällainen johtopäätös on virheellinen, koska seinämän paksuuden kasvu johtaa näytön magneettisen vastuksen pienenemiseen jopa pintailmiön läsnä ollessa. Samalla tulee ottaa huomioon myös magneettisen permeabiliteetin muutos. Koska iho-ilmiö magneettisissa materiaaleissa tulee yleensä havaittavammaksi kuin magneettisen läpäisevyyden väheneminen matalataajuisella alueella, molempien tekijöiden vaikutus näytön seinämän paksuuden valintaan on erilainen magneettisten häiriötaajuuksien eri alueilla. Suojausominaisuuksien heikkeneminen häiriötaajuuden kasvaessa on pääsääntöisesti selvempää suojuksissa, jotka on valmistettu materiaaleista, joilla on korkea alkuperäinen magneettinen permeabiliteetti. Yllä olevat magneettisten materiaalien ominaisuudet muodostavat pohjan suosituksille magneettisten näyttöjen materiaalien ja seinämänpaksuuksien valinnassa. Nämä suositukset voidaan tiivistää seuraavasti:

A) Tavallisesta sähkö- (muuntaja)teräksestä valmistettuja seuloja, joilla on alhainen magneettinen permeabiliteetti, voidaan tarvittaessa käyttää pieninä suojauskertoimina (Ke 10); tällaiset näytöt tarjoavat lähes vakion suojauskertoimen melko laajalla taajuuskaistalla, useisiin kymmeniin kilohertseihin asti; tällaisten näyttöjen paksuus riippuu häiriötaajuudesta, ja mitä pienempi taajuus, sitä suurempi on näytön paksuus; esimerkiksi magneettisen häiriökentän taajuudella 50-100 Hz näytön seinämien paksuuden tulisi olla suunnilleen 2 mm; jos suojakertoimen lisäystä tai suurempaa suojuksen paksuutta tarvitaan, on suositeltavaa käyttää useita pienempiä suojakerroksia (kaksois- tai kolminkertaisia ​​suojakerroksia);

B) on suositeltavaa käyttää magneettisista materiaaleista valmistettuja seuloja, joilla on korkea alkuläpäisevyys (esim. permalloy), jos on tarpeen tarjota suuri suojauskerroin (Ke > 10) suhteellisen kapealla taajuuskaistalla, eikä ole suositeltavaa valita kunkin magneettisen näytön kuoren paksuus on suurempi kuin 0,3-0,4 mm; tällaisten näyttöjen suojavaikutus alkaa laskea huomattavasti useiden satojen tai tuhansien hertsien taajuuksilla riippuen näiden materiaalien alkuperäisestä läpäisevyydestä.

Kaikki yllä sanottu magneettisuojista pätee heikkoihin magneettisiin häiriökenttiin. Jos suojus sijaitsee lähellä voimakkaita häiriölähteitä ja siinä syntyy magneettivuuksia, joilla on korkea magneettinen induktio, niin, kuten tiedetään, on otettava huomioon magneettisen dynaamisen permeabiliteetin muutos induktiosta riippuen; on myös tarpeen ottaa huomioon näytön paksuuden häviöt. Käytännössä sellaisia ​​voimakkaita magneettisten häiriökenttien lähteitä, joissa pitäisi ottaa huomioon niiden vaikutus ruutuihin, ei tapahdu, lukuun ottamatta joitain erikoistapauksia, joissa radioamatööriharjoittelu ja radion normaalit käyttöolosuhteet eivät ole mahdollisia. laajasti soveltuvat tekniset laitteet.

Testata

1. Magneettisella suojauksella suojan tulee:
1) Niillä on vähemmän magneettista vastusta kuin ilmalla
2) niiden magneettiresistanssi on yhtä suuri kuin ilman
3) niillä on suurempi magneettivastus kuin ilmalla

2. Kun suojataan magneettikenttää Suojan maadoitus:
1) Ei vaikuta suojauksen tehokkuuteen
2) Lisää magneettisuojauksen tehokkuutta
3) Vähentää magneettisuojauksen tehokkuutta

3. Matalilla taajuuksilla (<100кГц) эффективность магнитного экранирования зависит от:
a) Suojan paksuus, b) Materiaalin magneettinen läpäisevyys, c) Suojuksen ja muiden magneettipiirien välinen etäisyys.
1) Vain a ja b ovat tosia
2) Vain b ja c ovat tosia
3) Vain a ja b ovat tosia
4) Kaikki vaihtoehdot ovat oikein

4. Magneettinen suojaus matalilla taajuuksilla:
1) Kupari
2) Alumiini
3) Permalloy.

5. Magneettinen suojaus korkeilla taajuuksilla:
1) rautaa
2) Permalloy
3) Kupari

6. Korkeilla taajuuksilla (>100 kHz) magneettisuojauksen tehokkuus ei riipu:
1) Näytön paksuus

2) Materiaalin magneettinen läpäisevyys
3) Näytön ja muiden magneettipiirien väliset etäisyydet.

Käytetty kirjallisuus:

2. Semenenko, V. A. Tietoturva / V. A. Semenenko - Moskova, 2008.

3. Yarochkin, V. I. Tietoturva / V. I. Yarochkin - Moskova, 2000.

4. Demirchan, K. S. Sähkötekniikan teoreettiset perusteet, osa III / K. S. Demirchan S.-P, 2003.