Perlindungan terhadap medan listrik dan magnet yang konstan. Bahan untuk layar magnetik

Prinsip perisai medan magnet

Dua metode digunakan untuk melindungi medan magnet:

metode shunting;

Metode medan magnet layar.

Mari kita lihat lebih dekat masing-masing metode ini.

Metode shunting medan magnet dengan layar.

Metode shunting medan magnet dengan layar digunakan untuk melindungi dari medan magnet bolak-balik yang konstan dan berubah perlahan. Layar terbuat dari bahan feromagnetik dengan permeabilitas magnetik relatif tinggi (baja, permalloy). Di hadapan layar, garis-garis induksi magnetik melewati sebagian besar di sepanjang dindingnya (Gambar 8.15), yang memiliki resistansi magnet rendah dibandingkan dengan ruang udara di dalam layar. Kualitas pelindung tergantung pada permeabilitas magnetik pelindung dan resistansi sirkuit magnetik, mis. semakin tebal pelindung dan semakin sedikit jahitan, sambungan yang melintasi arah garis induksi magnetik, efisiensi pelindung akan lebih tinggi.

Metode perpindahan layar.

Metode perpindahan layar digunakan untuk menyaring medan magnet frekuensi tinggi variabel. Dalam hal ini, layar yang terbuat dari logam non-magnetik digunakan. Perisai didasarkan pada fenomena induksi. Di sini fenomena induksi berguna.

Mari kita letakkan silinder tembaga di jalur medan magnet bolak-balik yang seragam (Gambar 8.16, a). Variabel ED akan tereksitasi di dalamnya, yang pada gilirannya akan menciptakan arus eddy induksi variabel (arus Foucault). Medan magnet dari arus ini (Gambar 8.16, b) akan tertutup; di dalam silinder, itu akan diarahkan ke medan eksitasi, dan di luarnya, ke arah yang sama dengan medan eksitasi. Medan yang dihasilkan (Gambar 8.16, c) melemah di dekat silinder dan diperkuat di luarnya, mis. ada perpindahan bidang dari ruang yang ditempati oleh silinder, yang merupakan efek penyaringannya, yang akan semakin efektif, semakin rendah hambatan listrik silinder, mis. semakin banyak arus pusaran yang mengalir melaluinya.

Karena efek permukaan ("efek kulit"), kerapatan arus eddy dan intensitas medan magnet bolak-balik, saat mereka masuk lebih dalam ke logam, turun secara eksponensial.

, (8.5)

di mana (8.6)

- indikator penurunan medan dan arus, yang disebut kedalaman penetrasi yang setara.

Di sini, adalah permeabilitas magnetik relatif material;

– permeabilitas magnetik vakum sama dengan 1,25*10 8 gn*cm -1 ;

– resistivitas material, Ohm*cm;

- frekuensi Hz.

Lebih mudah untuk mengkarakterisasi efek perisai arus eddy dengan nilai kedalaman penetrasi yang setara. Semakin kecil x 0 , semakin besar medan magnet yang mereka ciptakan, yang menggantikan medan eksternal sumber pickup dari ruang yang ditempati oleh layar.

Untuk bahan non-magnetik dalam rumus (8.6) =1, efek penyaringan hanya ditentukan oleh dan . Dan apakah layarnya terbuat dari bahan feromagnetik?

Jika sama, efeknya akan lebih baik, karena >1 (50..100) dan x 0 akan lebih kecil.

Jadi, x 0 adalah kriteria untuk efek penyaringan arus eddy. Sangat menarik untuk memperkirakan berapa kali kerapatan arus dan kekuatan medan magnet menjadi lebih kecil pada kedalaman x 0 dibandingkan dengan di permukaan. Untuk melakukan ini, kami mengganti x \u003d x 0 ke dalam rumus (8.5), lalu

dimana dapat dilihat bahwa pada kedalaman x 0 rapat arus dan kuat medan magnet berkurang dengan faktor e, yaitu sampai dengan nilai 1/2,72, yaitu 0,37 dari kerapatan dan tegangan pada permukaan. Karena pelemahan medan hanya 2,72 kali pada kedalaman x 0 tidak cukup untuk mengkarakterisasi bahan pelindung, kemudian dua nilai lagi dari kedalaman penetrasi x 0,1 dan x 0,01 digunakan, mencirikan penurunan kerapatan arus dan tegangan medan sebesar 10 dan 100 kali dari nilainya di permukaan.

Kami menyatakan nilai x 0,1 dan x 0,01 melalui nilai x 0, untuk ini, berdasarkan ekspresi (8.5), kami membuat persamaan

Dan ,

memutuskan mana yang kita dapatkan

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

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

Berdasarkan rumus (8.6) dan (8.7) untuk berbagai bahan pelindung, nilai kedalaman penetrasi diberikan dalam literatur. Untuk kejelasan, kami menyajikan data yang sama dalam bentuk Tabel 8.1.

Tabel menunjukkan bahwa untuk semua frekuensi tinggi, mulai dari rentang gelombang menengah, layar yang terbuat dari logam apa pun dengan ketebalan 0,5..1,5 mm bekerja sangat efektif. Saat memilih ketebalan dan bahan layar, seseorang tidak boleh melanjutkan dari sifat listrik bahan, tetapi dipandu oleh pertimbangan kekuatan mekanik, kekakuan, ketahanan terhadap korosi, kemudahan penyambungan bagian-bagian individu dan penerapan kontak transisi di antara mereka dengan resistansi rendah, kemudahan penyolderan, pengelasan, dll.

Ini mengikuti dari data dalam tabel bahwa untuk frekuensi lebih besar dari 10 MHz, lapisan tembaga dan bahkan lebih dari perak dengan ketebalan kurang dari 0,1 mm memberikan efek pelindung yang signifikan. Oleh karena itu, pada frekuensi di atas 10 MHz, cukup dapat diterima untuk menggunakan pelindung yang terbuat dari getinak berlapis foil atau bahan isolasi lain yang dilapisi tembaga atau perak.

Baja dapat digunakan sebagai layar, tetapi Anda harus ingat bahwa karena resistivitas tinggi dan fenomena histeresis, layar baja dapat menyebabkan kerugian yang signifikan ke dalam sirkuit penyaringan.

Penyaringan

Penyaringan adalah cara utama untuk melemahkan interferensi konstruktif yang dibuat dalam catu daya dan sirkuit switching arus searah dan bolak-balik dari ES. Dirancang untuk tujuan ini, filter peredam bising memungkinkan Anda mengurangi interferensi yang dilakukan, baik dari sumber eksternal maupun internal. Efisiensi penyaringan ditentukan oleh kerugian penyisipan filter:

db,

Filter memiliki persyaratan dasar berikut:

Memastikan efisiensi S yang diberikan dalam rentang frekuensi yang diperlukan (dengan mempertimbangkan resistansi internal dan beban sirkuit listrik);

Batasan penurunan tegangan langsung atau bolak-balik yang diizinkan pada filter pada arus beban maksimum;

Memastikan distorsi tegangan suplai non-linier yang diizinkan, yang menentukan persyaratan untuk linieritas filter;

Persyaratan desain - efisiensi pelindung, dimensi dan berat keseluruhan minimum, memastikan rezim termal normal, ketahanan terhadap pengaruh mekanis dan iklim, kemampuan manufaktur desain, dll.;



Elemen filter harus dipilih dengan mempertimbangkan arus pengenal dan tegangan sirkuit listrik, serta tegangan dan lonjakan arus yang disebabkannya, yang disebabkan oleh ketidakstabilan rezim listrik dan transien.

Kapasitor. Mereka digunakan sebagai elemen penekan kebisingan independen dan sebagai unit filter paralel. Secara struktural, kapasitor peredam bising dibagi menjadi:

Tipe bipolar K50-6, K52-1B, IT, K53-1A;

Jenis dukungan KO, KO-E, KDO;

Umpan melalui tipe non-koaksial K73-21;

Jenis koaksial melalui lubang KTP-44, K10-44, K73-18, K53-17;

Blok kapasitor;

Karakteristik utama kapasitor penekan interferensi adalah ketergantungan impedansinya pada frekuensi. Untuk mengurangi interferensi dalam rentang frekuensi hingga sekitar 10 MHz, kapasitor dua kutub dapat digunakan, mengingat panjang kabelnya yang pendek. Kapasitor peredam bising referensi digunakan hingga frekuensi 30-50 MHz. Kapasitor lulus simetris digunakan dalam sirkuit dua kawat hingga frekuensi urutan 100 MHz. Kapasitor feed-through beroperasi pada rentang frekuensi yang luas hingga sekitar 1000 MHz.

elemen induktif. Mereka digunakan sebagai elemen independen dari penekan kebisingan dan sebagai tautan serial dari filter penekan kebisingan. Secara struktural, jenis tersedak yang paling umum adalah:

Melingkar pada inti feromagnetik;

Tidak digulung.

Karakteristik utama dari choke penekan interferensi adalah ketergantungan impedansinya pada frekuensi. Pada frekuensi rendah, direkomendasikan untuk menggunakan inti magnetodielektrik grade PP90 dan PP250, dibuat berdasarkan m-permalloy. Untuk menekan gangguan pada sirkuit peralatan dengan arus hingga 3A, disarankan untuk menggunakan choke tipe HF dari tipe DM, untuk arus pengenal tinggi - choke seri D200.

Filter. Filter feed-through keramik B7, B14, B23 dirancang untuk menekan interferensi di sirkuit DC, pulsa, dan AC dalam rentang frekuensi dari 10 MHz hingga 10 GHz. Desain filter tersebut ditunjukkan pada Gambar 8.17


Redaman yang diperkenalkan oleh filter B7, B14, B23 dalam rentang frekuensi 10..100 MHz meningkat kira-kira dari 20..30 hingga 50..60 dB dan dalam rentang frekuensi di atas 100 MHz melebihi 50 dB.

Filter in-line keramik tipe B23B dibuat berdasarkan kapasitor keramik disk dan choke feromagnetik turnless (Gambar 8.18).

Choke turnless adalah inti feromagnetik berbentuk tabung yang terbuat dari ferit grade 50 VCh-2, dibalut dengan timah tembus. Induktansi choke adalah 0,08…0,13 H. Rumah filter terbuat dari bahan keramik UV-61, yang memiliki kekuatan mekanik tinggi. Rumahnya dilapisi logam dengan lapisan perak untuk memberikan resistansi transisi rendah antara lapisan luar kapasitor dan busing berulir pembumian, yang dengannya filter diikat. Kapasitor disolder ke rumah filter di sepanjang perimeter luar, dan ke terminal tembus di sepanjang perimeter dalam. Penyegelan filter dipastikan dengan mengisi ujung rumahan dengan senyawa.

Untuk filter B23B:

kapasitansi filter nominal - dari 0,01 hingga 6,8 F,

tegangan pengenal 50 dan 250V,

nilai arus hingga 20A,

Dimensi filter:

L=25mm, D= 12mm

Redaman yang diperkenalkan oleh filter B23B dalam rentang frekuensi dari 10 kHz hingga 10 MHz meningkat kira-kira dari 30..50 hingga 60..70 dB dan dalam rentang frekuensi di atas 10 MHz melebihi 70 dB.

Untuk ES on-board, menjanjikan untuk menggunakan kabel penekan kebisingan khusus dengan pengisi ferron yang memiliki permeabilitas magnetik tinggi dan kerugian spesifik yang tinggi. Jadi untuk kabel PPE, redaman penyisipan dalam rentang frekuensi 1 ... 1000 MHz meningkat dari 6 menjadi 128 dB / m.

Desain konektor multi-pin yang terkenal, di mana satu filter kebisingan berbentuk U dipasang pada setiap kontak.

Dimensi keseluruhan dari filter bawaan:

panjang 9.5mm,

diameter 3.2mm

Redaman yang diperkenalkan oleh filter dalam rangkaian 50 ohm adalah 20 dB pada 10 MHz dan hingga 80 dB pada 100 MHz.

Memfilter rangkaian catu daya RES digital.

Kebisingan impuls di bus daya yang terjadi selama peralihan sirkuit terpadu digital (DIC), serta penetrasi eksternal, dapat menyebabkan kegagalan fungsi dalam pengoperasian perangkat pemrosesan informasi digital.

Untuk mengurangi tingkat kebisingan di bus daya, metode desain sirkuit digunakan:

Mengurangi induktansi bus "daya", dengan mempertimbangkan hubungan magnetis timbal balik dari konduktor maju dan mundur;

Mengurangi panjang bagian bus "daya", yang umum untuk arus untuk berbagai ISC;

Memperlambat bagian depan arus berdenyut di bus "daya" dengan bantuan kapasitor penekan kebisingan;

Topologi rasional sirkuit daya pada papan sirkuit tercetak.

Peningkatan ukuran penampang konduktor menyebabkan penurunan induktansi intrinsik ban, dan juga mengurangi resistansi aktifnya. Yang terakhir ini sangat penting dalam kasus bus tanah, yang merupakan konduktor balik untuk sirkuit sinyal. Oleh karena itu, di papan sirkuit tercetak multilayer, diinginkan untuk membuat bus "daya" dalam bentuk bidang konduktif yang terletak di lapisan yang berdekatan (Gambar 8.19).

Bus daya berengsel yang digunakan dalam rakitan sirkuit tercetak pada IC digital memiliki dimensi melintang yang besar dibandingkan dengan bus yang dibuat dalam bentuk konduktor tercetak, dan, akibatnya, induktansi dan resistansi lebih rendah. Keuntungan tambahan dari rel daya yang dipasang adalah:

Pelacakan sirkuit sinyal yang disederhanakan;

Meningkatkan kekakuan PCB dengan membuat rusuk tambahan yang bertindak sebagai pembatas yang melindungi IC dengan ERE terpasang dari kerusakan mekanis selama pemasangan dan konfigurasi produk (Gambar 8.20).

Kemampuan manufaktur yang tinggi dibedakan dengan ban “bertenaga” yang dibuat dengan mencetak dan dipasang secara vertikal pada PCB (Gambar 6.12c).

Ada desain ban terpasang yang diketahui dipasang di bawah kasing IC, yang terletak di papan dalam barisan (Gambar 8.22).

Desain bus "daya" yang dipertimbangkan juga menyediakan kapasitas linier yang besar, yang mengarah pada penurunan hambatan gelombang dari saluran "daya" dan, akibatnya, penurunan tingkat kebisingan impuls.

Pengkabelan daya IC pada PCB tidak boleh dilakukan secara seri (Gambar 8.23a), tetapi secara paralel (Gambar 8.23b)

Hal ini diperlukan untuk menggunakan kabel daya dalam bentuk sirkuit tertutup (Gbr. 8.23c). Pendekatan desain seperti itu dalam parameter listriknya ke bidang daya kontinu. Untuk melindungi dari pengaruh medan magnet pembawa interferensi eksternal, loop tertutup eksternal harus disediakan di sepanjang perimeter panel kontrol.


landasan

Sistem pentanahan adalah rangkaian listrik yang memiliki sifat mempertahankan potensi minimum, yang merupakan tingkat referensi dalam produk tertentu. Sistem pentanahan di ES harus menyediakan sinyal dan sirkuit pengembalian daya, melindungi orang dan peralatan dari kesalahan di sirkuit catu daya, dan menghilangkan muatan statis.

Persyaratan utama untuk sistem pentanahan adalah:

1) meminimalkan total impedansi bus darat;

2) tidak adanya loop ground tertutup yang peka terhadap medan magnet.

ES membutuhkan setidaknya tiga sirkuit arde terpisah:

Untuk rangkaian sinyal dengan tingkat arus dan tegangan rendah;

Untuk sirkuit daya dengan tingkat konsumsi daya yang tinggi (catu daya, tahap keluaran ES, dll.)

Untuk sirkuit bodi (sasis, panel, layar, dan pelapisan).

Sirkuit listrik di ES diarde dengan cara berikut: di satu titik dan di beberapa titik terdekat dengan titik referensi arde (Gambar 8.24)

Dengan demikian, sistem pentanahan dapat disebut titik tunggal dan titik ganda.

Tingkat interferensi tertinggi terjadi pada sistem pembumian satu titik dengan bus pembumian terhubung seri umum (Gambar 8.24 a).

Semakin jauh titik tanah, semakin tinggi potensinya. Ini tidak boleh digunakan untuk sirkuit dengan variasi konsumsi daya yang besar, karena DV daya tinggi menciptakan arus ground balik yang besar yang dapat mempengaruhi DV sinyal kecil. Jika perlu, FU yang paling kritis harus dihubungkan sedekat mungkin ke titik referensi pembumian.

Sistem pembumian multi-titik (Gambar 8.24 c) harus digunakan untuk sirkuit frekuensi tinggi (f 10 MHz), yang menghubungkan FU RES pada titik terdekat dengan titik referensi pembumian.

Untuk sirkuit sensitif, sirkuit tanah mengambang digunakan (Gambar 8.25). Sistem pentanahan seperti itu memerlukan isolasi lengkap sirkuit dari kasing (resistansi tinggi dan kapasitansi rendah), jika tidak maka tidak efektif. Sirkuit dapat ditenagai oleh sel surya atau baterai, dan sinyal harus masuk dan keluar dari sirkuit melalui transformator atau optocoupler.

Contoh penerapan prinsip pembumian yang dipertimbangkan untuk tape drive digital sembilan jalur ditunjukkan pada Gambar 8.26.

Ada bus tanah berikut: tiga sinyal, satu daya dan satu badan. FU analog yang paling rentan terhadap interferensi (penguat sembilan indra) diarde menggunakan dua rel arde yang terpisah. Sembilan amplifier tulis yang beroperasi pada level sinyal yang lebih tinggi daripada amplifier indera, serta IC kontrol dan sirkuit antarmuka dengan produk data, terhubung ke ground sinyal ketiga. Tiga motor DC dan sirkuit kontrolnya, relai, dan solenoida terhubung ke "tanah" bus daya. Sirkuit kontrol motor poros penggerak yang paling rentan terhubung paling dekat dengan titik referensi tanah. Busbar arde digunakan untuk menghubungkan housing dan casing. Busbar sinyal, daya, dan arde dihubungkan bersama pada satu titik di catu daya sekunder. Perlu dicatat kelayakan menyusun diagram pengkabelan struktural dalam desain RES.

Dua metode digunakan untuk melindungi medan magnet:

metode shunting;

Metode medan magnet layar.

Mari kita lihat lebih dekat masing-masing metode ini.

Metode shunting medan magnet dengan layar.

Metode shunting medan magnet dengan layar digunakan untuk melindungi dari medan magnet bolak-balik yang konstan dan berubah perlahan. Layar terbuat dari bahan feromagnetik dengan permeabilitas magnetik relatif tinggi (baja, permalloy). Di hadapan layar, garis-garis induksi magnetik melewati sebagian besar di sepanjang dindingnya (Gambar 8.15), yang memiliki resistansi magnet rendah dibandingkan dengan ruang udara di dalam layar. Kualitas pelindung tergantung pada permeabilitas magnetik pelindung dan resistansi sirkuit magnetik, mis. semakin tebal pelindung dan semakin sedikit jahitan, sambungan yang melintasi arah garis induksi magnetik, efisiensi pelindung akan lebih tinggi.

Metode perpindahan layar.

Metode perpindahan layar digunakan untuk menyaring medan magnet frekuensi tinggi variabel. Dalam hal ini, layar yang terbuat dari logam non-magnetik digunakan. Perisai didasarkan pada fenomena induksi. Di sini fenomena induksi berguna.

Mari kita letakkan silinder tembaga di jalur medan magnet bolak-balik yang seragam (Gambar 8.16, a). Variabel ED akan tereksitasi di dalamnya, yang pada gilirannya akan menciptakan arus eddy induksi variabel (arus Foucault). Medan magnet dari arus ini (Gambar 8.16, b) akan tertutup; di dalam silinder, itu akan diarahkan ke medan eksitasi, dan di luarnya, ke arah yang sama dengan medan eksitasi. Medan yang dihasilkan (Gambar 8.16, c) melemah di dekat silinder dan diperkuat di luarnya, mis. ada perpindahan bidang dari ruang yang ditempati oleh silinder, yang merupakan efek penyaringannya, yang akan semakin efektif, semakin rendah hambatan listrik silinder, mis. semakin banyak arus pusaran yang mengalir melaluinya.

Karena efek permukaan ("efek kulit"), kerapatan arus eddy dan intensitas medan magnet bolak-balik, saat mereka masuk lebih dalam ke logam, turun secara eksponensial.

, (8.5)

di mana (8.6)

- indikator penurunan medan dan arus, yang disebut kedalaman penetrasi yang setara.

Di sini, adalah permeabilitas magnetik relatif material;

– permeabilitas magnetik vakum sama dengan 1,25*10 8 gn*cm -1 ;

– resistivitas material, Ohm*cm;

- frekuensi Hz.

Lebih mudah untuk mengkarakterisasi efek perisai arus eddy dengan nilai kedalaman penetrasi yang setara. Semakin kecil x 0 , semakin besar medan magnet yang mereka ciptakan, yang menggantikan medan eksternal sumber pickup dari ruang yang ditempati oleh layar.

Untuk bahan non-magnetik dalam rumus (8.6) =1, efek penyaringan hanya ditentukan oleh dan . Dan apakah layarnya terbuat dari bahan feromagnetik?

Jika sama, efeknya akan lebih baik, karena >1 (50..100) dan x 0 akan lebih kecil.

Jadi, x 0 adalah kriteria untuk efek penyaringan arus eddy. Sangat menarik untuk memperkirakan berapa kali kerapatan arus dan kekuatan medan magnet menjadi lebih kecil pada kedalaman x 0 dibandingkan dengan di permukaan. Untuk melakukan ini, kami mengganti x \u003d x 0 ke dalam rumus (8.5), lalu

dimana dapat dilihat bahwa pada kedalaman x 0 rapat arus dan kuat medan magnet berkurang dengan faktor e, yaitu sampai dengan nilai 1/2,72, yaitu 0,37 dari kerapatan dan tegangan pada permukaan. Karena pelemahan medan hanya 2,72 kali pada kedalaman x 0 tidak cukup untuk mengkarakterisasi bahan pelindung, kemudian dua nilai lagi dari kedalaman penetrasi x 0,1 dan x 0,01 digunakan, mencirikan penurunan kerapatan arus dan tegangan medan sebesar 10 dan 100 kali dari nilainya di permukaan.

Kami menyatakan nilai x 0,1 dan x 0,01 melalui nilai x 0, untuk ini, berdasarkan ekspresi (8.5), kami membuat persamaan

Dan ,

memutuskan mana yang kita dapatkan

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

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

Berdasarkan rumus (8.6) dan (8.7) untuk berbagai bahan pelindung, nilai kedalaman penetrasi diberikan dalam literatur. Untuk kejelasan, kami menyajikan data yang sama dalam bentuk Tabel 8.1.

Tabel menunjukkan bahwa untuk semua frekuensi tinggi, mulai dari rentang gelombang menengah, layar yang terbuat dari logam apa pun dengan ketebalan 0,5..1,5 mm bekerja sangat efektif. Saat memilih ketebalan dan bahan layar, seseorang tidak boleh melanjutkan dari sifat listrik bahan, tetapi dipandu oleh pertimbangan kekuatan mekanik, kekakuan, ketahanan terhadap korosi, kemudahan penyambungan bagian-bagian individu dan penerapan kontak transisi di antara mereka dengan resistansi rendah, kemudahan penyolderan, pengelasan, dll.

Ini mengikuti dari data dalam tabel bahwa untuk frekuensi lebih besar dari 10 MHz, lapisan tembaga dan bahkan lebih dari perak dengan ketebalan kurang dari 0,1 mm memberikan efek pelindung yang signifikan. Oleh karena itu, pada frekuensi di atas 10 MHz, cukup dapat diterima untuk menggunakan pelindung yang terbuat dari getinak berlapis foil atau bahan isolasi lain yang dilapisi tembaga atau perak.

Baja dapat digunakan sebagai layar, tetapi Anda harus ingat bahwa karena resistivitas tinggi dan fenomena histeresis, layar baja dapat menyebabkan kerugian yang signifikan ke dalam sirkuit penyaringan.

PERINGATAN MAGNETIK(perlindungan magnetik) - perlindungan objek dari efek magnetis. bidang (konstan dan variabel). Modern penelitian di sejumlah bidang sains (, geologi, paleontologi, biomagnetisme) dan teknologi (penelitian ruang angkasa, energi nuklir, ilmu material) sering dikaitkan dengan pengukuran magnet yang sangat lemah. bidang ~10 -14 -10 -9 T dalam rentang frekuensi yang luas. Medan magnet eksternal (misalnya, medan bumi Tl dengan kebisingan Tl, kebisingan magnetik dari jaringan listrik dan transportasi perkotaan) menciptakan gangguan yang kuat pada pengoperasian perangkat yang sangat sensitif. magnetometri peralatan. Mengurangi pengaruh magnet. medan untuk sebagian besar menentukan kemungkinan melakukan medan magnet. pengukuran (lihat, misalnya, Medan magnet benda biologis). Diantara metode M. e. yang paling umum adalah sebagai berikut.

Efek perisai silinder berongga yang terbuat dari bahan feromagnetik dengan ( 1 - eksternal permukaan silinder, 2 -intern permukaan). Magnetik sisa medan di dalam silinder

perisai feromagnetik- lembaran, silinder, bola (atau cangkang dari beberapa bentuk lain) dari bahan dengan tinggi permeabilitas magnetik m induksi residu rendah dalam r dan kecil gaya koersif N dengan. Prinsip pengoperasian layar seperti itu dapat diilustrasikan dengan contoh silinder berongga yang ditempatkan dalam medan magnet homogen. lapangan (gbr.). Garis induksi ext. besar bidang B ext, ketika melewati dari medium c ke bahan layar, mereka terasa menebal, dan di rongga silinder kepadatan garis induksi berkurang, mis., bidang di dalam silinder melemah. Melemahnya medan digambarkan oleh f-loy

di mana D- diameter silinder, d- tebal dindingnya, - magn. permeabilitas bahan dinding. Untuk perhitungan efisiensi M. e. perbedaan volume konfigurasi sering menggunakan f-lu

di mana adalah jari-jari bola ekivalen (praktis membandingkan ukuran layar dalam tiga arah yang saling tegak lurus, karena bentuk layar memiliki sedikit pengaruh pada efisiensi ME).

Dari fl (1) dan (2) berikut bahwa penggunaan bahan dengan magnet tinggi. permeabilitas [seperti permalloy (36-85% Ni, sisa Fe dan aditif paduan) atau mu-logam (72-76% Ni, 5% Cu, 2% Cr, 1% Mn, sisa Fe)] secara signifikan meningkatkan kualitas layar (untuk besi). Tampaknya cara yang jelas untuk meningkatkan perisai karena penebalan dinding tidak maksimal. Layar multilayer dengan celah antar lapisan bekerja lebih efisien, yang koefisiennya. perisai sama dengan produk koefisien. untuk dep. lapisan. Ini adalah layar multilayer (lapisan luar bahan magnetik yang jenuh pada nilai tinggi PADA, internal - dari permalloy atau mu-metal) membentuk dasar desain ruang yang dilindungi secara magnetis untuk studi biomagnetik, paleomagnetik, dll. Perlu dicatat bahwa penggunaan bahan pelindung seperti permalloy dikaitkan dengan sejumlah kesulitan, khususnya, fakta bahwa magn mereka. properti di bawah deformasi dan sarana. pemanasan memburuk, mereka praktis tidak memungkinkan pengelasan, yang berarti. tikungan, dll. mekanis. beban. Di zaman modern besar layar feromagnet banyak digunakan. gelas logam(kacamata kaca), dekat secara magnetis. sifat untuk permalloy, tetapi tidak begitu sensitif terhadap mekanik. pengaruh. Kain yang ditenun dari potongan metglass memungkinkan produksi magnet lembut. layar bentuk sewenang-wenang, dan penyaringan multilayer dengan bahan ini jauh lebih sederhana dan lebih murah.

Layar terbuat dari bahan yang sangat konduktif(Cu, A1, dll.) berfungsi untuk melindungi terhadap variabel magnetik. bidang. Saat mengubah eksternal besar bidang di dinding layar timbul induksi. arus, untuk-rye menutupi volume terlindung. besar bidang arus ini diarahkan berlawanan dengan ext. gangguan dan sebagian mengkompensasinya. Untuk frekuensi di atas 1 Hz, koefisien perisai Ke tumbuh sebanding dengan frekuensi:

di mana - konstanta magnet, - konduktivitas listrik bahan dinding, L- ukuran layar, - ketebalan dinding, f- frekuensi melingkar.

besar layar dari Cu dan Al kurang efektif daripada yang feromagnetik, terutama dalam kasus e-mag frekuensi rendah. lapangan, tetapi kemudahan pembuatan dan biaya rendah sering membuat mereka lebih disukai dalam penggunaan.

Layar superkonduktor. Tindakan jenis layar ini didasarkan pada Efek Meissner- perpindahan penuh magnet. medan dari superkonduktor. Dengan perubahan apa pun di eksternal besar mengalir dalam superkonduktor, arus muncul, yang, sesuai dengan Aturan Lenz mengkompensasi perubahan ini. Tidak seperti konduktor konvensional dalam superkonduktor, induksi arus tidak meluruh dan oleh karena itu mengkompensasi perubahan fluks selama seluruh umur ext. bidang. Fakta bahwa layar superkonduktor dapat beroperasi pada suhu yang sangat rendah dan medan yang tidak melebihi kritis. nilai (lihat Medan magnet kritis), menyebabkan kesulitan yang signifikan dalam merancang volume "hangat" besar yang dilindungi secara magnetis. Namun, penemuan oksida superkonduktor suhu tinggi(OVS), dibuat oleh J. Bednorz dan K. Müller (J. G. Bednorz, K. A. Miiller, 1986), menciptakan peluang baru dalam penggunaan magnet superkonduktor. layar. Ternyata, setelah mengatasi teknologi. kesulitan dalam pembuatan OVS, layar superkonduktor akan digunakan dari bahan yang menjadi superkonduktor pada suhu didih nitrogen (dan, di masa depan, mungkin pada suhu kamar).

Perlu dicatat bahwa di dalam volume yang dilindungi secara magnetis oleh superkonduktor, medan residu yang ada di dalamnya pada saat transisi bahan layar ke keadaan superkonduktor dipertahankan. Untuk mengurangi bidang sisa ini, perlu dilakukan penanganan khusus. Pengukuran. Misalnya, untuk mentransfer layar ke keadaan superkonduktor di medan magnet kecil dibandingkan dengan bumi. bidang dalam volume yang dilindungi atau menggunakan metode "layar membengkak", di mana cangkang layar dalam bentuk terlipat dipindahkan ke keadaan superkonduktor, dan kemudian diluruskan. Langkah-langkah tersebut memungkinkan, untuk saat ini, dalam volume kecil, dibatasi oleh layar superkonduktor, untuk mengurangi medan sisa ke nilai T.

Anti-jamming aktif dilakukan dengan bantuan kumparan kompensasi yang menghasilkan magnet. medan yang besarnya sama dan berlawanan arah dengan medan interferensi. Jika dijumlahkan secara aljabar, bidang-bidang ini saling mengimbangi. Naib. Kumparan Helmholtz diketahui, yang merupakan dua kumparan melingkar koaksial identik dengan arus, dipindahkan terpisah dengan jarak yang sama dengan jari-jari kumparan. Magnetik yang cukup homogen. bidang dibuat di tengah di antara mereka. Untuk mengimbangi tiga spasi. komponen membutuhkan minimal tiga pasang kumparan. Ada banyak varian sistem seperti itu, dan pilihannya ditentukan oleh persyaratan khusus.

Sistem proteksi aktif biasanya digunakan untuk menekan interferensi frekuensi rendah (pada rentang frekuensi 0-50 Hz). Salah satu pengangkatannya adalah kompensasi pos. besar bidang Bumi, yang membutuhkan sumber arus yang sangat stabil dan kuat; yang kedua adalah kompensasi untuk variasi magnetik. medan, di mana sumber arus yang lebih lemah dikendalikan oleh sensor magnetik dapat digunakan. bidang, mis. magnetometer sensitivitas tinggi - cumi-cumi atau gerbang flux.Untuk sebagian besar, kelengkapan kompensasi ditentukan oleh sensor ini.

Ada perbedaan penting antara proteksi aktif dan magnetik. layar. besar layar menghilangkan kebisingan di seluruh volume yang dibatasi oleh layar, sementara perlindungan aktif menghilangkan gangguan hanya di area lokal.

Semua sistem penekan magnet gangguan perlu anti-getaran. perlindungan. Getaran layar dan sensor magnetik. bidang itu sendiri bisa menjadi sumber pelengkap. gangguan.

Lit.: Rose-Ince A., Roderick E., Pengantar Fisika, trans. dari bahasa Inggris, M., 1972; Stamberger G. A., Perangkat untuk menciptakan medan magnet konstan yang lemah, Novosib., 1972; Vvedensky V. L., Ozhogin V. I., magnetometri dan biomagnetisme supersensitif, M., 1986; Bednorz J. G., Muller K. A., Kemungkinan superkonduktivitas Tc tinggi dalam sistem Ba-La-Cr-O, "Z. Phys.", 1986, Bd 64, S. 189. S.P. Naurzakov.

PERINGATAN MAGNETIK

PERINGATAN MAGNETIK

(magnetik) - perlindungan objek dari efek magnet. bidang (konstan dan variabel). Modern penelitian di sejumlah bidang sains (fisika, geologi, paleontologi, biomagnetisme) dan teknologi (penelitian ruang angkasa, energi nuklir, ilmu material) sering dikaitkan dengan pengukuran magnet yang sangat lemah. bidang ~10 -14 -10 -9 T dalam rentang frekuensi yang luas. Medan magnet eksternal (misalnya, Bumi Tl dengan kebisingan Tl, magnet dari jaringan listrik dan transportasi perkotaan) menciptakan gangguan yang kuat pada pengoperasian perangkat yang sangat sensitif. magnetometri peralatan. Mengurangi pengaruh magnet. medan untuk sebagian besar menentukan kemungkinan melakukan medan magnet. pengukuran (lihat, misalnya, Medan magnet benda biologis). Diantara metode M. e. yang paling umum adalah sebagai berikut.

Pelindung silinder berongga yang terbuat dari bahan feromagnetik dengan ( 1 - ext. silinder, 2 -intern permukaan). Magnetik sisa medan di dalam silinder

perisai feromagnetik- lembaran, silinder, bola (atau k.-l. dari bentuk yang berbeda) dari bahan dengan tinggi permeabilitas magnetik m induksi residu rendah dalam r dan kecil gaya paksa N s. Prinsip pengoperasian layar seperti itu dapat diilustrasikan dengan contoh silinder berongga yang ditempatkan dalam medan magnet homogen. lapangan (gbr.). Garis induksi ext. besar bidang B ext, ketika melewati dari medium c ke bahan layar, mereka terasa menebal, dan di rongga silinder kepadatan garis induksi berkurang, mis., bidang di dalam silinder melemah. Melemahnya medan digambarkan oleh f-loy

di mana D- diameter silinder, d- ketebalan dindingnya, - magn. permeabilitas bahan dinding. Untuk perhitungan efisiensi M. e. perbedaan volume konfigurasi sering menggunakan f-lu

di mana adalah jari-jari bola ekivalen (praktis membandingkan ukuran layar dalam tiga arah yang saling tegak lurus, karena bentuk layar memiliki sedikit pengaruh pada efisiensi ME).

Dari fl (1) dan (2) berikut bahwa penggunaan bahan dengan magnet tinggi. permeabilitas [seperti permalloy (36-85% Ni, sisa Fe dan dopan) atau mu-logam (72-76% Ni, 5% Cu, 2% Cr, 1% Mn, sisa Fe)] secara signifikan meningkatkan kualitas layar (untuk besi). Cara yang tampaknya jelas untuk meningkatkan perisai dengan menebalkan dinding tidak optimal. Layar multilayer dengan celah antar lapisan bekerja lebih efisien, yang koefisiennya. perisai sama dengan produk koefisien. untuk dep. lapisan. Ini adalah layar multilayer (lapisan luar bahan magnetik yang jenuh pada nilai tinggi PADA, internal - terbuat dari permalloy atau mu-metal) membentuk dasar dari desain ruang yang dilindungi secara magnetis untuk studi biomagnetik, paleomagnetik, dll. Perlu dicatat bahwa penggunaan bahan pelindung seperti permalloy dikaitkan dengan sejumlah kesulitan, khususnya, fakta bahwa magn mereka. properti di bawah deformasi dan sarana. pemanasan memburuk, mereka praktis tidak memungkinkan pengelasan, yang berarti. tikungan, dll. mekanis. beban. Di zaman modern besar layar feromagnet banyak digunakan. gelas logam(kacamata kaca), dekat secara magnetis. sifat untuk permalloy, tetapi tidak begitu sensitif terhadap mekanik. pengaruh. Kain yang ditenun dari potongan metglass memungkinkan produksi magnet lembut. layar bentuk sewenang-wenang, dan penyaringan multilayer dengan bahan ini jauh lebih sederhana dan lebih murah.

Layar terbuat dari bahan yang sangat konduktif(Cu, A1, dll.) berfungsi untuk melindungi terhadap variabel magnetik. bidang. Saat mengubah eksternal besar bidang di dinding layar timbul induksi. arus, untuk-rye menutupi volume terlindung. besar bidang arus ini diarahkan berlawanan dengan ext. gangguan dan sebagian mengkompensasinya. Untuk frekuensi di atas 1 Hz, koefisien perisai Ke tumbuh sebanding dengan frekuensi:

di mana - konstanta magnet, - konduktivitas listrik dari bahan dinding, L- ukuran layar, - ketebalan dinding, f- frekuensi melingkar.

besar layar dari Cu dan Al kurang efisien daripada yang feromagnetik, terutama dalam kasus el.-magnet frekuensi rendah. lapangan, tetapi kemudahan pembuatan dan biaya rendah sering membuat mereka lebih disukai dalam penggunaan.

layar superkonduktor. Tindakan jenis layar ini didasarkan pada Efek Meissner - perpindahan penuh magnet. medan dari superkonduktor. Dengan perubahan apa pun di eksternal besar mengalir dalam superkonduktor, arus muncul, yang, sesuai dengan Aturan Lenz mengkompensasi perubahan ini. Tidak seperti konduktor konvensional dalam superkonduktor, induksi arus tidak meluruh dan oleh karena itu mengkompensasi perubahan fluks selama seluruh umur ext. bidang. Fakta bahwa layar superkonduktor dapat beroperasi pada suhu yang sangat rendah dan medan yang tidak melebihi kritis. nilai (lihat medan magnet kritis), menyebabkan kesulitan yang signifikan dalam merancang volume "hangat" besar yang dilindungi secara magnetis. Namun, penemuan oksida superkonduktor suhu tinggi(OVS), dibuat oleh J. Bednorz dan K. Müller (J. G. Bednorz, K. A. Miiller, 1986), menciptakan kemungkinan baru dalam penggunaan magnet superkonduktor. layar. Ternyata, setelah mengatasi teknologi. kesulitan dalam pembuatan OVS, layar superkonduktor akan digunakan dari bahan yang menjadi superkonduktor pada suhu didih nitrogen (dan, di masa depan, mungkin pada suhu kamar).

Perlu dicatat bahwa di dalam volume yang dilindungi secara magnetis oleh superkonduktor, medan residu yang ada di dalamnya pada saat transisi bahan layar ke keadaan superkonduktor dipertahankan. Untuk mengurangi bidang sisa ini, perlu dilakukan penanganan khusus. . Misalnya, untuk mentransfer layar ke keadaan superkonduktor di medan magnet kecil dibandingkan dengan bumi. bidang dalam volume yang dilindungi atau menggunakan metode "layar membengkak", di mana cangkang layar dalam bentuk terlipat dipindahkan ke keadaan superkonduktor, dan kemudian diluruskan. Langkah-langkah tersebut memungkinkan, untuk saat ini, dalam volume kecil yang dibatasi oleh layar superkonduktor, untuk mengurangi medan sisa ke nilai T.

Anti-jamming aktif dilakukan dengan bantuan kumparan kompensasi yang menghasilkan magnet. medan yang besarnya sama dan berlawanan arah dengan medan interferensi. Jika dijumlahkan secara aljabar, bidang-bidang ini saling mengimbangi. Naib. Kumparan Helmholtz diketahui, yang merupakan dua kumparan melingkar koaksial identik dengan arus, dipindahkan terpisah dengan jarak yang sama dengan jari-jari kumparan. Magnetik yang cukup homogen. bidang dibuat di tengah di antara mereka. Untuk mengimbangi tiga spasi. komponen membutuhkan minimal tiga pasang kumparan. Ada banyak varian sistem seperti itu, dan pilihannya ditentukan oleh persyaratan khusus.

Sistem proteksi aktif biasanya digunakan untuk menekan interferensi frekuensi rendah (pada rentang frekuensi 0-50 Hz). Salah satu pengangkatannya adalah kompensasi pos. besar bidang Bumi, yang membutuhkan sumber arus yang sangat stabil dan kuat; yang kedua adalah kompensasi untuk variasi magnetik. medan, di mana sumber arus yang lebih lemah dikendalikan oleh sensor magnetik dapat digunakan. bidang, mis. magnetometer sensitivitas tinggi - cumi-cumi atau gerbang fluks. Untuk sebagian besar, kelengkapan kompensasi ditentukan oleh sensor ini.

Ada perbedaan penting antara proteksi aktif dan magnetik. layar. besar layar menghilangkan kebisingan di seluruh volume yang dibatasi oleh layar, sementara perlindungan aktif menghilangkan gangguan hanya di area lokal.

Semua sistem penekan magnet gangguan perlu anti-getaran. perlindungan. Getaran layar dan sensor magnetik. bidang itu sendiri bisa menjadi sumber pelengkap. gangguan.

Lit.: Rose-Ince A., Roderick E., Pengantar fisika superkonduktivitas, trans. dari bahasa Inggris, M., 1972; Stamberger G. A., Perangkat untuk menciptakan medan magnet konstan yang lemah, Novosib., 1972; Vvedensky V. L., Ozhogin V. I., magnetometri dan biomagnetisme supersensitif, M., 1986; Bednorz J. G., Muller K. A., Kemungkinan superkonduktivitas Tc tinggi dalam sistem Ba-La-Cr-O, "Z. Phys.", 1986, Bd 64, S. 189. S.P. Naurzakov.

Ensiklopedia fisik. Dalam 5 volume. - M.: Ensiklopedia Soviet. Pemimpin Redaksi A. M. Prokhorov. 1988 .


Lihat apa itu "MAGNETIC SHIELDING" di kamus lain:

    pelindung magnet- Pagar yang terbuat dari bahan magnetik yang mengelilingi lokasi pemasangan kompas magnetik dan secara signifikan mengurangi medan magnet di area ini. [GOST R 52682 2006] Topik navigasi, pengawasan, kontrol EN penyaringan magnetik DE… … Buku Pegangan Penerjemah Teknis

    pelindung magnet

    Perisai terhadap medan magnet dengan layar yang terbuat dari bahan feromagnetik dengan nilai sisa induksi dan gaya koersif yang rendah, tetapi dengan permeabilitas magnet yang tinggi … Kamus Ensiklopedis Besar

    Perisai medan magnet dengan perisai yang terbuat dari bahan feromagnetik dengan nilai sisa induksi dan gaya koersif yang rendah, tetapi dengan permeabilitas magnet yang tinggi. * * * SHIELDING MAGNETIC SHIELDING MAGNETIC, perlindungan terhadap… … kamus ensiklopedis

    Perlindungan magnetik medan menggunakan layar feromagnetik. bahan dengan nilai sisa induksi dan gaya koersif yang rendah, tetapi dengan magn tinggi. permeabilitas ... Ilmu pengetahuan Alam. kamus ensiklopedis

    Istilah momen dalam kaitannya dengan atom dan inti atom dapat berarti sebagai berikut: 1) momen spin, atau putaran, 2) momen dipol magnet, 3) momen kuadrupol listrik, 4) momen listrik dan magnet lainnya. Berbagai jenis…… Ensiklopedia Collier

    - (biomagnetisme m). Aktivitas vital organisme apa pun disertai dengan aliran arus listrik yang sangat lemah di dalamnya. arus biocurrent (mereka muncul sebagai akibat dari aktivitas listrik sel, terutama otot dan saraf). Biocurrents menghasilkan magnet. bidang… … Ensiklopedia Fisik

    magnet penutup mata- magnetinis ekranavimas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. penyaringan magnetik vok. magnetische Abschirmung, f rus. perisai magnet, n pranc. blindage magnétique, m … Fizikos terminų odynas

    penyaringan magnetik- magnetinis ekranavimas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. penyaringan magnetik vok. magnetische Abschirmung, f rus. perisai magnet, n pranc. blindage magnétique, m … Fizikos terminų odynas

    magnetinis ekranavimas- statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. penyaringan magnetik vok. magnetische Abschirmung, f rus. perisai magnet, n pranc. blindage magnétique, m … Fizikos terminų odynas

Perisai medan magnet dapat dilakukan dengan dua cara:

Perisai dengan bahan feromagnetik.

Perisai dengan arus eddy.

Metode pertama biasanya digunakan untuk menyaring MF konstan dan medan frekuensi rendah. Metode kedua memberikan efisiensi yang signifikan dalam melindungi MF frekuensi tinggi. Karena efek permukaan, kerapatan arus eddy dan intensitas medan magnet bolak-balik, saat mereka masuk lebih dalam ke logam, jatuh sesuai dengan hukum eksponensial:

Pengurangan medan dan arus, yang disebut kedalaman penetrasi ekivalen.

Semakin kecil kedalaman penetrasi, semakin besar arus yang mengalir di lapisan permukaan layar, semakin besar MF terbalik yang dibuat olehnya, yang menggantikan bidang eksternal sumber pickup dari ruang yang ditempati oleh layar. Jika pelindung terbuat dari bahan non-magnetik, maka efek pelindung hanya akan bergantung pada konduktivitas spesifik bahan dan frekuensi medan pelindung. Jika layar terbuat dari bahan feromagnetik, maka, jika hal-hal lain dianggap sama, e besar akan diinduksi di dalamnya oleh medan eksternal. d.s. karena konsentrasi yang lebih besar dari garis-garis medan magnet. Dengan konduktivitas material yang sama, arus eddy akan meningkat, menghasilkan kedalaman penetrasi yang lebih kecil dan efek pelindung yang lebih baik.

Saat memilih ketebalan dan bahan layar, seseorang harus melanjutkan bukan dari sifat listrik bahan, tetapi dipandu oleh pertimbangan kekuatan mekanik, berat, kekakuan, ketahanan terhadap korosi, kemudahan penyambungan bagian-bagian individu dan membuat kontak transisi di antara mereka. dengan resistansi rendah, kemudahan menyolder, mengelas, dan sebagainya.

Dapat dilihat dari data pada tabel bahwa untuk frekuensi di atas 10 MHz, lapisan tembaga dan terlebih lagi perak dengan ketebalan sekitar 0,1 mm memberikan efek perisai yang signifikan. Oleh karena itu, pada frekuensi di atas 10 MHz, cukup dapat diterima untuk menggunakan layar yang terbuat dari getinax atau fiberglass berlapis foil. Pada frekuensi tinggi, baja memberikan efek pelindung yang lebih besar daripada logam non-magnetik. Namun, harus diperhitungkan bahwa layar tersebut dapat menimbulkan kerugian yang signifikan ke dalam sirkuit terlindung karena resistivitas tinggi dan histeresis. Oleh karena itu, layar tersebut hanya berlaku dalam kasus di mana kehilangan penyisipan dapat diabaikan. Juga, untuk efisiensi perisai yang lebih besar, layar harus memiliki ketahanan magnet yang lebih kecil daripada udara, maka garis medan magnet cenderung melewati dinding layar dan menembus ke dalam ruang di luar layar dalam jumlah yang lebih kecil. Layar seperti itu sama-sama cocok untuk perlindungan terhadap efek medan magnet dan untuk melindungi ruang eksternal dari pengaruh medan magnet yang diciptakan oleh sumber di dalam layar.



Ada banyak grade baja dan permalloy dengan nilai permeabilitas magnetik yang berbeda, sehingga untuk setiap material perlu dihitung nilai kedalaman penetrasinya. Perhitungan dibuat sesuai dengan persamaan perkiraan:


1) Perlindungan terhadap medan magnet eksternal

Garis-garis gaya magnet dari medan magnet luar (garis-garis induksi medan interferensi magnetik) akan melewati terutama melalui ketebalan dinding layar, yang memiliki resistansi magnet rendah dibandingkan dengan resistansi ruang di dalam layar. . Akibatnya, medan gangguan magnet eksternal tidak akan mempengaruhi pengoperasian sirkuit listrik.

2) Perisai medan magnet sendiri

Derek tersebut digunakan jika tugasnya adalah untuk melindungi sirkuit listrik eksternal dari efek medan magnet yang diciptakan oleh arus kumparan. Induktansi L, yaitu, ketika diperlukan untuk secara praktis melokalisasi interferensi yang dibuat oleh induktansi L, maka masalah seperti itu diselesaikan dengan menggunakan layar magnetik, seperti yang ditunjukkan secara skematis pada gambar. Di sini, hampir semua garis medan medan induktor akan ditutup melalui ketebalan dinding layar, tanpa melampauinya karena fakta bahwa resistansi magnetik layar jauh lebih kecil daripada resistansi ruang di sekitarnya.


3) Layar ganda

Dalam layar magnetik ganda, orang dapat membayangkan bahwa bagian dari garis gaya magnet, yang melampaui ketebalan dinding satu layar, akan menutup melalui ketebalan dinding layar kedua. Dengan cara yang sama, orang dapat membayangkan aksi layar magnetik ganda ketika melokalisasi interferensi magnetik yang dibuat oleh elemen sirkuit listrik yang terletak di dalam layar (dalam) pertama: sebagian besar garis medan magnet (garis nyasar magnetik) akan menutup melalui dinding layar luar. Tentu saja, di layar ganda, ketebalan dinding dan jarak di antara mereka harus dipilih secara rasional.

Koefisien pelindung keseluruhan mencapai nilai terbesarnya dalam kasus di mana ketebalan dinding dan celah antara layar meningkat sebanding dengan jarak dari pusat layar, dan celah adalah rata-rata geometrik dari ketebalan dinding layar yang berdekatan dengannya. . Dalam hal ini, faktor pelindung:

L = 20lg (H/Ne)

Pembuatan layar ganda sesuai dengan rekomendasi ini praktis sulit karena alasan teknologi. Jauh lebih bijaksana untuk memilih jarak antara cangkang yang berdekatan dengan celah udara layar, lebih besar dari ketebalan layar pertama, kira-kira sama dengan jarak antara steak layar pertama dan tepi elemen sirkuit terlindung (misalnya, kumparan dan induktor). Pilihan satu atau lain ketebalan dinding dari layar magnetik tidak dapat dibuat ambigu. Ketebalan dinding rasional ditentukan. bahan pelindung, frekuensi interferensi dan faktor pelindung yang ditentukan. Ini berguna untuk mempertimbangkan hal-hal berikut.

1. Dengan peningkatan frekuensi interferensi (frekuensi medan magnet bolak-balik interferensi), permeabilitas magnetik bahan berkurang dan menyebabkan penurunan sifat pelindung bahan-bahan ini, karena ketika permeabilitas magnetik menurun, resistansi terhadap magnet fluks yang diberikan oleh layar meningkat. Sebagai aturan, penurunan permeabilitas magnetik dengan peningkatan frekuensi paling intens untuk bahan magnetik yang memiliki permeabilitas magnetik awal tertinggi. Misalnya, baja lembaran listrik dengan permeabilitas magnetik awal yang rendah mengubah nilai jx sedikit dengan meningkatnya frekuensi, dan permalloy, yang memiliki nilai awal permeabilitas magnetik yang besar, sangat sensitif terhadap peningkatan frekuensi medan magnet. ; permeabilitas magnetiknya turun tajam dengan frekuensi.

2. Pada bahan magnetik yang terkena medan magnet interferensi frekuensi tinggi, efek permukaan terlihat jelas, yaitu, perpindahan fluks magnet ke permukaan dinding layar, yang menyebabkan peningkatan resistensi magnetik layar. Dalam kondisi seperti itu, tampaknya hampir tidak berguna untuk meningkatkan ketebalan dinding layar di luar batas yang ditempati oleh fluks magnet pada frekuensi tertentu. Kesimpulan seperti itu tidak benar, karena peningkatan ketebalan dinding menyebabkan penurunan resistensi magnetik layar bahkan dengan adanya efek permukaan. Pada saat yang sama, perubahan permeabilitas magnetik juga harus diperhitungkan. Karena fenomena efek kulit pada bahan magnetik biasanya menjadi lebih terlihat daripada penurunan permeabilitas magnetik di wilayah frekuensi rendah, pengaruh kedua faktor pada pilihan ketebalan dinding layar akan berbeda dalam rentang frekuensi interferensi magnetik yang berbeda. Sebagai aturan, penurunan sifat pelindung dengan meningkatnya frekuensi interferensi lebih menonjol pada pelindung yang terbuat dari bahan dengan permeabilitas magnetik awal yang tinggi. Fitur bahan magnetik di atas memberikan dasar untuk rekomendasi tentang pilihan bahan dan ketebalan dinding layar magnetik. Rekomendasi ini dapat diringkas sebagai berikut:

A) penyaring yang terbuat dari baja listrik (transformator) biasa, yang memiliki permeabilitas magnetik awal yang rendah, dapat digunakan, jika perlu, untuk memberikan koefisien penyaringan yang kecil (Ke 10); layar seperti itu memberikan faktor penyaringan yang hampir konstan dalam pita frekuensi yang cukup lebar, hingga beberapa puluh kilohertz; ketebalan layar tersebut tergantung pada frekuensi interferensi, dan semakin rendah frekuensinya, semakin besar ketebalan layar yang dibutuhkan; misalnya, pada frekuensi medan interferensi magnetik 50-100 Hz, ketebalan dinding layar harus kira-kira sama dengan 2 mm; jika diperlukan peningkatan faktor pelindung atau ketebalan pelindung yang lebih besar, maka disarankan untuk menggunakan beberapa lapisan pelindung (pelindung ganda atau tiga) dengan ketebalan yang lebih kecil;

B) disarankan untuk menggunakan saringan yang terbuat dari bahan magnetik dengan permeabilitas awal yang tinggi (misalnya, permalloy) jika perlu untuk menyediakan faktor penyaringan yang besar (Ke > 10) dalam pita frekuensi yang relatif sempit, dan tidak disarankan untuk memilih ketebalan setiap cangkang layar magnetik lebih besar dari 0,3-0,4 mm; efek pelindung dari layar tersebut mulai turun secara nyata pada frekuensi di atas beberapa ratus atau ribuan hertz, tergantung pada permeabilitas awal bahan ini.

Semua yang dikatakan di atas tentang perisai magnet adalah benar untuk medan interferensi magnetik yang lemah. Jika perisai terletak dekat dengan sumber interferensi yang kuat dan fluks magnet dengan induksi magnet tinggi muncul di dalamnya, maka, seperti diketahui, perlu memperhitungkan perubahan permeabilitas dinamis magnetik tergantung pada induksi; perlu juga memperhitungkan kerugian dalam ketebalan layar. Dalam praktiknya, sumber medan interferensi magnetik yang kuat seperti itu, di mana seseorang harus memperhitungkan efeknya pada layar, tidak ditemui, dengan pengecualian beberapa kasus khusus yang tidak menyediakan praktik radio amatir dan kondisi operasi normal untuk teknik radio. perangkat aplikasi yang luas.


Uji

1. Dengan pelindung magnet, pelindung harus:
1) Memiliki ketahanan magnet yang lebih kecil daripada udara
2) memiliki hambatan magnet yang sama dengan udara
3) memiliki ketahanan magnet yang lebih besar daripada udara

2. Saat melindungi medan magnet Membumikan pelindung:
1) Tidak mempengaruhi efisiensi perisai
2) Meningkatkan efektivitas perisai magnet
3) Mengurangi efektivitas perisai magnet

3. Pada frekuensi rendah (<100кГц) эффективность магнитного экранирования зависит от:
a) Ketebalan pelindung, b) Permeabilitas magnetik bahan, c) Jarak antara pelindung dan inti magnetik lainnya.
1) Hanya a dan b yang benar
2) Hanya b dan c yang benar
3) Hanya a dan b yang benar
4) Semua opsi benar

4. Perisai magnetik pada frekuensi rendah menggunakan:
1) Tembaga
2) Aluminium
3) Permaloy.

5. Perisai magnetik pada frekuensi tinggi menggunakan:
1) Besi
2) Permalloy
3) Tembaga

6. Pada frekuensi tinggi (>100 kHz), efektivitas perisai magnet tidak bergantung pada:
1) Ketebalan layar

2) Permeabilitas magnetik material
3) Jarak antara layar dan sirkuit magnetik lainnya.


Literatur yang digunakan:

2. Semenenko, V. A. Keamanan informasi / V. A. Semenenko - Moskow, 2008.

3. Yarochkin, V. I. Keamanan informasi / V. I. Yarochkin - Moskow, 2000.

4. Demirchan, K. S. Landasan Teoritis Teknik Elektro Volume III / K. S. Demirchan S.-P, 2003.