Dois métodos são usados ​​para blindar o campo magnético:

método de manobra;

Método de campo magnético de tela.

Vamos dar uma olhada em cada um desses métodos.

O método de desviar o campo magnético com uma tela.

O método de desvio do campo magnético com uma tela é usado para proteger contra um campo magnético alternado constante e que muda lentamente. As telas são feitas de materiais ferromagnéticos com alta permeabilidade magnética relativa (aço, permalloy). Na presença de uma tela, as linhas de indução magnética passam principalmente ao longo de suas paredes (Figura 8.15), que possuem baixa resistência magnética em relação ao espaço aéreo dentro da tela. A qualidade da blindagem depende da permeabilidade magnética da blindagem e da resistência do circuito magnético, ou seja, quanto mais espessa a blindagem e menos costuras, juntas passando na direção das linhas de indução magnética, a eficiência da blindagem será maior.

Método de deslocamento de tela.

O método de deslocamento de tela é usado para filtrar campos magnéticos de alta frequência variáveis. Neste caso, são usadas telas feitas de metais não magnéticos. A blindagem é baseada no fenômeno da indução. Aqui o fenômeno da indução é útil.

Vamos colocar um cilindro de cobre no caminho de um campo magnético alternado uniforme (Figura 8.16, a). A variável ED será excitada nele, o que, por sua vez, criará correntes parasitas de indução variáveis ​​(correntes de Foucault). O campo magnético dessas correntes (Figura 8.16, b) será fechado; dentro do cilindro, ele será direcionado para o campo excitante, e fora dele, na mesma direção do campo excitante. O campo resultante (Figura 8.16, c) é enfraquecido próximo ao cilindro e reforçado fora dele, ou seja, há um deslocamento do campo do espaço ocupado pelo cilindro, que é o seu efeito de blindagem, que será tanto mais eficaz quanto menor for a resistência elétrica do cilindro, ou seja, quanto mais correntes parasitas fluem através dele.

Devido ao efeito de superfície ("efeito de pele"), a densidade das correntes parasitas e a intensidade do campo magnético alternado, à medida que se aprofundam no metal, caem de acordo com uma lei exponencial

, (8.5)

Onde (8.6)

- um indicador da diminuição do campo e da corrente, chamado profundidade de penetração equivalente.

Aqui, é a permeabilidade magnética relativa do material;

– permeabilidade magnética a vácuo igual a 1,25*10 8 gn*cm -1 ;

– resistividade do material, Ohm*cm;

- frequência Hz.

É conveniente caracterizar o efeito de blindagem das correntes parasitas pelo valor da profundidade de penetração equivalente. Quanto menor x 0 , maior o campo magnético que eles criam, que desloca o campo externo da fonte de captação do espaço ocupado pela tela.

Para um material não magnético na fórmula (8.6) =1, o efeito de peneiramento é determinado apenas por e . E se a tela for feita de material ferromagnético?

Se igual, o efeito será melhor, pois >1 (50..100) e x 0 será menor.

Assim, x 0 é um critério para o efeito de blindagem das correntes parasitas. É de interesse estimar quantas vezes a densidade de corrente e a força do campo magnético se tornam menores a uma profundidade x 0 em comparação com a da superfície. Para fazer isso, substituímos x \u003d x 0 na fórmula (8.5), então

de onde pode ser visto que a uma profundidade x 0 a densidade de corrente e a intensidade do campo magnético diminuem por um fator de e, ou seja. até um valor de 1/2,72, que é 0,37 da densidade e tensão na superfície. Como o enfraquecimento do campo é apenas 2,72 vezes em profundidade x 0 não é suficiente para caracterizar o material de blindagem, então são usados ​​mais dois valores da profundidade de penetração x 0,1 e x 0,01, caracterizando a queda na densidade de corrente e tensão de campo em 10 e 100 vezes a partir de seus valores na superfície.

Expressamos os valores x 0,1 e x 0,01 através do valor x 0, para isso, com base na expressão (8,5), compomos a equação

E ,

decidindo o que obtemos

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

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

Com base nas fórmulas (8.6) e (8.7) para diversos materiais de blindagem, os valores das profundidades de penetração são dados na literatura. Por uma questão de clareza, apresentamos os mesmos dados na forma da Tabela 8.1.

A tabela mostra que para todas as frequências altas, a partir da faixa de onda média, uma tela feita de qualquer metal com espessura de 0,5 a 1,5 mm atua de forma muito eficaz. Ao escolher a espessura e o material da tela, não se deve partir das propriedades elétricas do material, mas guiar-se por considerações de resistência mecânica, rigidez, resistência à corrosão, facilidade de união de peças individuais e a implementação de contatos de transição entre elas com baixa resistência, facilidade de soldagem, soldagem, etc.

Decorre dos dados da tabela que para frequências superiores a 10 MHz, um filme de cobre e ainda mais de prata com espessura inferior a 0,1 mm oferece um efeito de blindagem significativo. Portanto, em frequências acima de 10 MHz, é bastante aceitável o uso de telas feitas de folha getinaks ou outro material isolante revestido com cobre ou prata.

O aço pode ser usado como telas, mas é preciso lembrar que devido à alta resistividade e ao fenômeno de histerese, uma tela de aço pode introduzir perdas significativas nos circuitos de blindagem.

Filtração

A filtragem é o principal meio de atenuar as interferências construtivas criadas nos circuitos de alimentação e comutação de corrente contínua e alternada do ES. Projetados para esse fim, os filtros de supressão de ruído permitem reduzir a interferência conduzida, tanto de fontes externas quanto internas. A eficiência de filtragem é determinada pela perda de inserção do filtro:

banco de dados,

O filtro tem os seguintes requisitos básicos:

Garantir uma determinada eficiência S na faixa de frequência exigida (tendo em conta a resistência interna e a carga do circuito elétrico);

Limitação da queda admissível de tensão contínua ou alternada no filtro na corrente de carga máxima;

Garantir a distorção não linear permissível da tensão de alimentação, que determina os requisitos para a linearidade do filtro;

Requisitos de projeto - eficiência de blindagem, dimensões e peso total mínimos, garantindo um regime térmico normal, resistência a influências mecânicas e climáticas, capacidade de fabricação do projeto, etc.;

Os elementos filtrantes devem ser selecionados levando em consideração as correntes e tensões nominais do circuito elétrico, bem como os surtos de tensão e corrente neles causados, causados ​​pela instabilidade do regime elétrico e transientes.

Capacitores. Eles são usados ​​como elementos de supressão de ruído independentes e como unidades de filtro paralelas. Estruturalmente, os capacitores de supressão de ruído são divididos em:

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

Tipo de suporte KO, KO-E, KDO;

Tipo não coaxial de passagem K73-21;

Tipo coaxial de furo passante KTP-44, K10-44, K73-18, K53-17;

Blocos de capacitores;

A principal característica de um capacitor de supressão de interferência é a dependência de sua impedância da frequência. Para atenuar a interferência na faixa de frequência de até cerca de 10 MHz, podem ser usados ​​capacitores de dois pólos, dado o curto comprimento de seus terminais. Os capacitores de supressão de ruído de referência são usados ​​até frequências de 30-50 MHz. Capacitores de passagem simétrica são usados ​​em um circuito de dois fios até frequências da ordem de 100 MHz. Os capacitores de passagem operam em uma ampla faixa de frequência de até cerca de 1000 MHz.

Elementos indutivos. Eles são usados ​​como elementos independentes de supressão de ruído e como links seriais de filtros de supressão de ruído. Estruturalmente, os tipos mais comuns de estrangulamentos são:

Enrolado em um núcleo ferromagnético;

Desenrolado.

A principal característica de um indutor de supressão de interferência é a dependência de sua impedância em relação à frequência. Em baixas frequências, recomenda-se o uso de núcleos magnetodielétricos dos graus PP90 e PP250, feitos à base de m-permalloy. Para suprimir interferências em circuitos de equipamentos com correntes de até 3A, recomenda-se o uso de bobinas do tipo HF do tipo DM, para correntes nominais altas - bobinas da série D200.

Filtros. Os filtros cerâmicos de passagem B7, B14, B23 são projetados para suprimir interferências em circuitos CC, pulsantes e CA na faixa de frequência de 10 MHz a 10 GHz. Os projetos de tais filtros são mostrados na Figura 8.17

A atenuação introduzida pelos filtros B7, B14, B23 na faixa de frequência de 10..100 MHz aumenta aproximadamente de 20..30 para 50..60 dB e na faixa de frequência acima de 100 MHz ultrapassa 50 dB.

Os filtros cerâmicos em linha do tipo B23B são construídos com base em capacitores de disco cerâmico e bobinas ferromagnéticas sem volta (Figura 8.18).

As bobinas sem volta são um núcleo ferromagnético tubular feito de ferrite grau 50 VCh-2, revestido em chumbo passante. A indutância do choke é 0,08…0,13 µH. A carcaça do filtro é feita de material cerâmico UV-61, que possui alta resistência mecânica. A caixa é metalizada com uma camada de prata para fornecer uma baixa resistência de transição entre o revestimento externo do capacitor e a bucha rosqueada de aterramento, com a qual o filtro é fixado. O capacitor é soldado à carcaça do filtro ao longo do perímetro externo e ao terminal de passagem ao longo do perímetro interno. A vedação do filtro é assegurada enchendo as extremidades da carcaça com um composto.

Para filtros B23B:

capacitâncias nominais do filtro - de 0,01 a 6,8 μF,

tensão nominal 50 e 250V,

corrente nominal de até 20A,

Dimensões do filtro:

L = 25 mm, D = 12 mm

A atenuação introduzida pelos filtros B23B na faixa de frequência de 10 kHz a 10 MHz aumenta aproximadamente de 30..50 a 60..70 dB e na faixa de frequência acima de 10 MHz ultrapassa 70 dB.

Para ES a bordo, é promissor o uso de fios especiais de supressão de ruído com enchimentos de ferro com alta permeabilidade magnética e altas perdas específicas. Assim, para fios de EPI, a atenuação de inserção na faixa de frequência de 1 ... 1000 MHz aumenta de 6 para 128 dB/m.

Um projeto bem conhecido de conectores multipinos, nos quais um filtro de ruído em forma de U é instalado em cada contato.

Dimensões gerais do filtro embutido:

comprimento 9,5 mm,

diâmetro 3,2 milímetros.

A atenuação introduzida pelo filtro em um circuito de 50 ohms é de 20 dB em 10 MHz e até 80 dB em 100 MHz.

Filtrando circuitos de alimentação de RES digitais.

O ruído de impulso nos barramentos de potência que ocorre durante a comutação de circuitos integrados digitais (DIC), além de penetrar externamente, pode levar a falhas no funcionamento dos dispositivos digitais de processamento de informações.

Para reduzir o nível de ruído nos barramentos de potência, os métodos de projeto de circuito são usados:

Reduzir a indutância dos barramentos de "potência", levando em consideração a conexão magnética mútua dos condutores direto e reverso;

Reduzindo os comprimentos das seções dos barramentos de “potência”, que são comuns para correntes de vários ISCs;

Desacelerando as frentes de correntes pulsadas nos barramentos de "potência" com a ajuda de capacitores supressores de ruído;

Topologia racional de circuitos de potência em uma placa de circuito impresso.

Um aumento no tamanho da seção transversal dos condutores leva a uma diminuição da indutância intrínseca dos pneus e também reduz sua resistência ativa. Este último é especialmente importante no caso do barramento de aterramento, que é o condutor de retorno para circuitos de sinal. Portanto, em placas de circuito impresso multicamadas, é desejável fazer barramentos de “potência” na forma de planos condutores localizados em camadas adjacentes (Figura 8.19).

Os barramentos articulados utilizados em montagens de circuitos impressos em CIs digitais possuem grandes dimensões transversais em relação aos barramentos feitos na forma de condutores impressos e, consequentemente, menor indutância e resistência. As vantagens adicionais dos trilhos de alimentação montados são:

Traçado simplificado de circuitos de sinal;

Aumentando a rigidez do PCB criando nervuras adicionais que atuam como limitadores que protegem os CIs com ERE montado contra danos mecânicos durante a instalação e configuração do produto (Figura 8.20).

A alta capacidade de fabricação é distinguida pelos pneus “potentes” feitos por impressão e montados verticalmente na placa de circuito impresso (Figura 6.12c).

Existem projetos conhecidos de pneus montados instalados sob a caixa do IC, que estão localizados na placa em fileiras (Figura 8.22).

Os projetos considerados dos barramentos de "potência" também proporcionam uma grande capacidade linear, o que leva a uma diminuição da resistência de onda da linha de "potência" e, consequentemente, a uma diminuição do nível de ruído de impulso.

A fiação de alimentação do CI na PCB não deve ser realizada em série (Figura 8.23a), mas em paralelo (Figura 8.23b)

É necessário usar a fiação de energia na forma de circuitos fechados (Fig. 8.23c). Tal projeto se aproxima em seus parâmetros elétricos de planos de potência contínuos. Para proteger contra a influência de um campo magnético externo portador de interferência, um circuito externo fechado deve ser fornecido ao longo do perímetro do painel de controle.

aterramento

O sistema de aterramento é um circuito elétrico que tem a propriedade de manter um potencial mínimo, que é o nível de referência em um determinado produto. O sistema de aterramento no ES deve fornecer circuitos de sinal e retorno de energia, proteger pessoas e equipamentos de falhas nos circuitos de alimentação e remover cargas estáticas.

Os principais requisitos para sistemas de aterramento são:

1) minimizar a impedância total do barramento de terra;

2) a ausência de loops de terra fechados sensíveis a campos magnéticos.

O ES requer pelo menos três circuitos de aterramento separados:

Para circuitos de sinal com baixos níveis de correntes e tensões;

Para circuitos de potência com alto consumo de energia (fontes de alimentação, estágios de saída ES, etc.)

Para circuitos de carroceria (chassis, painéis, telas e chapeamento).

Os circuitos elétricos no ES são aterrados das seguintes maneiras: em um ponto e em vários pontos mais próximos do ponto de referência de terra (Figura 8.24)

Assim, os sistemas de aterramento podem ser chamados de ponto único e multiponto.

O nível mais alto de interferência ocorre em um sistema de aterramento de ponto único com um barramento de aterramento comum conectado em série (Figura 8.24 a).

Quanto mais distante o ponto do solo, maior o seu potencial. Ele não deve ser usado para circuitos com grandes variações de consumo de energia, pois DVs de alta potência criam grandes correntes de terra de retorno que podem afetar DVs de pequenos sinais. Se necessário, a FU mais crítica deve ser conectada o mais próximo possível do ponto de referência de terra.

Um sistema de aterramento multiponto (Figura 8.24 c) deve ser usado para circuitos de alta frequência (f ≥ 10 MHz), conectando o FU RES nos pontos mais próximos do ponto de referência de terra.

Para circuitos sensíveis, é usado um circuito de terra flutuante (Figura 8.25). Tal sistema de aterramento requer isolamento completo do circuito da caixa (alta resistência e baixa capacitância), caso contrário, é ineficaz. Os circuitos podem ser alimentados por células solares ou baterias, e os sinais devem entrar e sair do circuito por meio de transformadores ou optoacopladores.

Um exemplo da implementação dos princípios de aterramento considerados para uma unidade de fita digital de nove pistas é mostrado na Figura 8.26.

Existem os seguintes barramentos de terra: três sinais, um poder e um corpo. As FU analógicas mais suscetíveis a interferências (amplificadores de nove sentidos) são aterradas usando dois trilhos de aterramento separados. Nove amplificadores de gravação operando em níveis de sinal mais altos do que os amplificadores de detecção, bem como ICs de controle e circuitos de interface com produtos de dados, são conectados ao terceiro terra de sinal. Três motores CC e seus circuitos de controle, relés e solenóides são conectados ao "terra" do barramento de força. O circuito de controle do motor do eixo de acionamento mais suscetível é conectado mais próximo do ponto de referência de aterramento. O barramento de aterramento é usado para conectar a carcaça e a carcaça. Os barramentos de sinal, potência e terra são conectados juntos em um ponto na fonte de alimentação secundária. Deve-se notar a conveniência de elaborar diagramas de fiação estrutural no projeto de RES.

Considere um ímã de barra comum: o ímã 1 repousa na superfície norte com o pólo para cima. Distância de suspensão y "role="apresentação" style="posição: relativo;"> S y "role="apresentação" style="posição: relativo;"> y "role="apresentação" style="posição: relativa;">S acima dele (suportado de lado a lado por um tubo de plástico) está um segundo ímã em barra menor, o ímã 2, com o pólo norte voltado para baixo. As forças magnéticas entre eles excedem a gravidade e mantêm o ímã 2 suspenso. Considere algum material, material-X, que está se movendo em direção ao espaço entre dois ímãs com velocidade inicial. v " role="apresentação" style="posição: relativo;"> v v " role="apresentação" style="posição: relativo;"> v "role="apresentação" style="posição: relativo;">v ,

Existe um material, material-X , que reduzirá a distância y "role="apresentação" style="posição: relativo;"> S y "role="apresentação" style="posição: relativo;"> y "role="apresentação" style="posição: relativa;">S entre dois ímãs e passar pelo espaço sem alterar a velocidade v " role="apresentação" style="posição: relativo;"> v v " role="apresentação" style="posição: relativo;"> v "role="apresentação" style="posição: relativo;">v ?

Amante da física

uma pergunta tão estranha

Respostas

jojo

O material que você está procurando pode ser um supercondutor. Esses materiais têm resistência de corrente zero e, portanto, podem compensar as linhas de campo penetrantes nas primeiras camadas de material. Esse fenômeno é chamado de efeito Meissner e é a própria definição de um estado supercondutor.

No seu caso, existem placas entre dois ímãs, isso definitivamente reduzirá y "role="apresentação" style="posição: relativo;"> S y "role="apresentação" style="posição: relativo;"> y "role="apresentação" style="posição: relativa;">S ,

Para velocidade:

Aqui, geralmente as correntes parasitas induzidas pelo campo magnético resultam em uma perda de potência definida como:

P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " papel="apresentação"> P P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " papel="apresentação"> P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " papel="apresentação"> = π P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " papel="apresentação"> P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " papel="apresentação"> 2 P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " papel="apresentação"> P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " papel="apresentação"> NO P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " papel="apresentação"> P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " papel="apresentação"> 2 P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " papel="apresentação"> P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " papel="apresentação"> P P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " papel="apresentação"> P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " papel="apresentação"> d P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " papel="apresentação"> P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " papel="apresentação"> 2 P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " papel="apresentação"> P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " papel="apresentação"> e P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " papel="apresentação"> P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " papel="apresentação"> 2 P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " papel="apresentação"> P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " papel="apresentação"> 6k ρD P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " papel="apresentação"> P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " papel="apresentação"> , P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " papel="apresentação"> P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " papel="apresentação">p P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " papel="apresentação">= P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " papel="apresentação">π P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " papel="apresentação">2 P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " papel="apresentação">B P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " papel="apresentação">p P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " papel="apresentação">2 P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " papel="apresentação">d P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " papel="apresentação">2 P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , "papel="apresentação">e P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " papel="apresentação">2 P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " papel="apresentação">6 P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , "papel="apresentação">K P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " papel="apresentação">ρ P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " papel="apresentação">D P = π 2 B p 2 d 2 f 2 6 k ρ D , " papel="apresentação">,

uma vez que, no entanto, um supercondutor tem resistência zero e, portanto, é de fato

ρ = ∞ "função="apresentação"> ρ = ∞ ρ = ∞ "função="apresentação"> ρ = ∞ "função="apresentação">ρ ρ = ∞ " papel="apresentação"> = ρ = ∞ "função="apresentação">∞

nenhuma energia cinética deve ser perdida e, portanto, a velocidade permanecerá inalterada.

Há apenas um problema:

Um supercondutor só pode existir a uma temperatura muito baixa, então pode não ser possível para sua máquina... você precisaria pelo menos de um sistema de resfriamento de nitrogênio líquido para resfriá-lo.

Além dos supercondutores, não vejo nenhum material possível, porque se o material for um condutor, você sempre terá perdas devido a correntes parasitas (reduzindo assim v " role="apresentação" style="posição: relativo;"> v v " role="apresentação" style="posição: relativo;"> v "role="apresentação" style="posição: relativo;">v) ou o material não é condutor (então y "role="apresentação" style="posição: relativo;"> S y "role="apresentação" style="posição: relativo;"> y "role="apresentação" style="posição: relativa;">S não diminuirá).

adamdport

Esse fenômeno pode ser observado em um carro ou em algum lugar de um experimento?

jojo

O ponto, no entanto, é que quando um supercondutor entra em um campo magnético, as linhas de força se desviam, o que envolve trabalho... então, na verdade, vai custar alguma energia entrar na região entre os dois ímãs. Se a placa deixar a área depois, a energia será recuperada.

Lupercus

Existem materiais com permeabilidade magnética muito alta, como o chamado µ-metal. Eles são usados ​​para fazer telas que enfraquecem o campo magnético da Terra no caminho de um feixe de elétrons em dispositivos ópticos eletrônicos sensíveis.

Como sua pergunta mescla duas partes separadas, vou dividi-la para analisar cada uma delas separadamente.

1. Caixa estática: os pólos magnéticos se aproximam quando uma placa de blindagem magnética é colocada entre eles?

Os materiais Mu não "matam" o campo magnético entre seus pólos magnéticos, mas apenas desviam sua direção, direcionando parte dele para o escudo de metal. Isso mudará muito a força do campo B " role="apresentação" style="posição: relativo;"> NO B " role="apresentação" style="posição: relativo;"> B " role="apresentação" style="posição: relativo;"> na superfície da tela, quase sobrecarregando seus componentes paralelos. Isso leva a uma diminuição da pressão magnética p = B 2 8 π μ " papel="apresentação" estilo="posição: relativo;"> p= B p = B 2 8 π μ " papel="apresentação" estilo="posição: relativo;"> p = B 2 8 π μ " papel="apresentação" estilo="posição: relativo;"> 2 p = B 2 8 π μ " papel="apresentação" estilo="posição: relativo;"> p = B 2 8 π μ " papel="apresentação" estilo="posição: relativo;"> 8 pi p = B 2 8 π μ " papel="apresentação" estilo="posição: relativo;"> p = B 2 8 π μ " papel="apresentação" estilo="posição: relativo;"> μ p = B 2 8 π μ " papel="apresentação" estilo="posição: relativo;"> p = B 2 8 π μ " papel="apresentação" estilo="posição: relativo;">p p = B 2 8 π μ " papel="apresentação" estilo="posição: relativo;">== p = B 2 8 π μ " papel="apresentação" estilo="posição: relativa;">B p = B 2 8 π μ " papel="apresentação" estilo="posição: relativo;">2 p = B 2 8 π μ " papel="apresentação" estilo="posição: relativo;">8 p = B 2 8 π μ " papel="apresentação" estilo="posição: relativa;">π p = B 2 8 π μ " papel="apresentação" estilo="posição: relativa;">μ próximo à superfície da tela. Se essa diminuição do campo magnético na tela alterasse significativamente a pressão magnética no local dos ímãs, fazendo com que eles se movessem? Receio que um cálculo mais detalhado seja necessário aqui.

2. Movimento da placa: É possível que a velocidade da placa de blindagem não mude?

Considere o seguinte experimento muito simples e intuitivo: Pegue um cano de cobre e segure-o na vertical. Pegue um pequeno ímã e deixe-o cair no cano. O ímã cai: i) lentamente e ii) com velocidade uniforme.

Sua geometria pode ser semelhante à de um tubo em queda: considere uma coluna de ímãs flutuando uns sobre os outros, ou seja, com pólos emparelhados, NN e SS. Agora pegue um escudo "multi-plate" feito de folhas paralelas mantidas firmemente no lugar a distâncias iguais umas das outras (por exemplo, pente 2D). Este mundo simula vários tubos caindo em paralelo.

Se você agora segurar uma coluna de ímãs na direção vertical e puxar uma placa múltipla através deles com uma força constante (análoga à gravidade), você alcançará um modo de velocidade constante - semelhante ao experimento do tubo em queda.

Isso sugere que uma coluna de ímãs ou, mais precisamente, seu campo magnético atua sobre as placas de cobre de um meio viscoso:

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"> m p l a t e v ˙ = − γ B v + F p u l l " role="presentation"> prato 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"> 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"> ˙ 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 " role="presentation"> m p l a t e v ˙ = − γ B v + F p u l l " role="presentation"> NO 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"> V+ F 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"> pl l 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">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="presentation">˙ 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">- 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 " role="presentation">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

Onde γ B " role="apresentação" style="posição: relativa;"> γ γ B " role="apresentação" style="posição: relativa;"> γ B " role="apresentação" style="posição: relativa;"> NO γ B " role="apresentação" style="posição: relativa;"> γ B " role="apresentação" style="posição: relativa;">γ γ B "função="apresentação" estilo="posição: relativa;">B será o coeficiente de atrito efetivo devido ao campo magnético perturbado pela presença das placas. Depois de um tempo, você chegará a um regime em que a força de atrito compensará seu esforço e a velocidade permanecerá constante: v = F p u l l γ B " papel="apresentação" estilo="posição: relativo;"> v= F v = F p u l l γ B " papel="apresentação" estilo="posição: relativo;"> v = F p u l l γ B " papel="apresentação" estilo="posição: relativo;"> pl l v = F p u l l γ B " papel="apresentação" estilo="posição: relativo;"> v = F p u l l γ B " papel="apresentação" estilo="posição: relativo;"> γ v = F p u l l γ B " papel="apresentação" estilo="posição: relativo;"> v = F p u l l γ B " papel="apresentação" estilo="posição: relativo;"> NO v = F p u l l γ B " papel="apresentação" estilo="posição: relativo;"> v = F p u l l γ B " papel="apresentação" estilo="posição: relativo;"> v v = F p u l l γ B " papel="apresentação" estilo="posição: relativo;"> = v = F p u l l γ B " papel="apresentação" estilo="posição: relativo;"> F v = F p u l l γ B " papel="apresentação" estilo="posição: relativo;"> P v = F p u l l γ B " papel="apresentação" estilo="posição: relativo;"> você v = F p u l l γ B " papel="apresentação" estilo="posição: relativo;"> eu v = F p u l l γ B " papel="apresentação" estilo="posição: relativo;"> eu v = F p u l l γ B " papel="apresentação" estilo="posição: relativo;"> γ v = F p u l l γ B " papel="apresentação" estilo="posição: relativo;"> NO ,

Se essa velocidade for igual à velocidade que você tinha antes de puxar as placas para o campo magnético, é uma questão de como você controla a força de atração. Observação: se não houver tração, a placa será simplesmente parada pelo efeito do freio magnético. Então você tem que puxar de acordo se quiser ter uma velocidade constante.

A blindagem de campos magnéticos pode ser realizada de duas maneiras:

Blindagem com materiais ferromagnéticos.

Blindagem com correntes parasitas.

O primeiro método é geralmente usado para triagem de campos MF constantes e de baixa frequência. O segundo método fornece eficiência significativa na blindagem de MF de alta frequência. Devido ao efeito de superfície, a densidade das correntes parasitas e a intensidade do campo magnético alternado, à medida que se aprofundam no metal, caem de acordo com uma lei exponencial:

A redução no campo e na corrente, que é chamada de profundidade de penetração equivalente.

Quanto menor a profundidade de penetração, maior a corrente flui nas camadas superficiais da tela, maior a MF reversa criada por ela, que desloca o campo externo da fonte de captação do espaço ocupado pela tela. Se a blindagem for feita de um material não magnético, o efeito da blindagem dependerá apenas da condutividade específica do material e da frequência do campo de blindagem. Se a tela for feita de um material ferromagnético, então, ceteris paribus, um grande e será induzido nela por um campo externo. d.s. devido à maior concentração de linhas de campo magnético. Com a mesma condutividade do material, as correntes parasitas aumentarão, resultando em menor profundidade de penetração e melhor efeito de blindagem.

Ao escolher a espessura e o material da tela, não se deve partir das propriedades elétricas do material, mas guiar-se por considerações de resistência mecânica, peso, rigidez, resistência à corrosão, facilidade de unir peças individuais e fazer contatos de transição entre elas com baixa resistência, facilidade de soldagem, soldagem e assim por diante.

Pode ser visto pelos dados da tabela que para frequências acima de 10 MHz, filmes de cobre e ainda mais de prata com uma espessura de cerca de 0,1 mm proporcionam um efeito de blindagem significativo. Portanto, em frequências acima de 10 MHz, é bastante aceitável o uso de telas feitas de getinax ou fibra de vidro revestidas com papel alumínio. Em altas frequências, o aço oferece um efeito de blindagem maior do que os metais não magnéticos. No entanto, deve-se levar em consideração que tais telas podem introduzir perdas significativas nos circuitos blindados devido à alta resistividade e histerese. Portanto, essas telas são aplicáveis ​​apenas nos casos em que a perda de inserção pode ser ignorada. Além disso, para maior eficiência de blindagem, a tela deve ter menos resistência magnética que o ar, então as linhas do campo magnético tendem a passar pelas paredes da tela e penetrar no espaço externo da tela em menor número. Tal tela é igualmente adequada para proteção contra os efeitos de um campo magnético e para proteger o espaço externo da influência de um campo magnético criado por uma fonte dentro da tela.

Existem muitos tipos de aço e permalloy com diferentes valores de permeabilidade magnética, portanto, para cada material é necessário calcular o valor da profundidade de penetração. O cálculo é feito de acordo com a equação aproximada:

1) Proteção contra campo magnético externo

As linhas de força magnéticas do campo magnético externo (as linhas de indução do campo magnético de interferência) passarão principalmente pela espessura das paredes da tela, que possui uma resistência magnética baixa em relação à resistência do espaço dentro da tela . Como resultado, o campo de interferência magnética externa não afetará a operação do circuito elétrico.

2) Blindagem do próprio campo magnético

Tal guindaste é usado se a tarefa é proteger circuitos elétricos externos dos efeitos de um campo magnético criado pela corrente da bobina. Indutância L, ou seja, quando é necessário localizar praticamente a interferência criada pela indutância L, então tal problema é resolvido usando uma tela magnética, conforme mostrado esquematicamente na figura. Aqui, quase todas as linhas de campo do campo do indutor serão fechadas através da espessura das paredes da tela, sem ultrapassá-las devido ao fato de a resistência magnética da tela ser muito menor que a resistência do espaço circundante.

3) Tela dupla

Em uma tela magnética dupla, pode-se imaginar que parte das linhas de força magnética, que ultrapassam a espessura das paredes de uma tela, se fecharão através da espessura das paredes da segunda tela. Da mesma forma, pode-se imaginar a ação de uma dupla tela magnética ao localizar a interferência magnética criada por um elemento de circuito elétrico localizado dentro da primeira tela (interna): a maior parte das linhas de campo magnético (linhas magnéticas parasitas) se fechará através da paredes da tela externa. Obviamente, em telas duplas, as espessuras das paredes e a distância entre elas devem ser escolhidas racionalmente.

O coeficiente global de blindagem atinge seu maior valor nos casos em que a espessura da parede e a folga entre as telas aumentam proporcionalmente à distância do centro da tela, e a folga é a média geométrica das espessuras das paredes das telas adjacentes a ela . Neste caso, o fator de blindagem:

L = 20 lg (H/Ne)

A fabricação de telas duplas de acordo com esta recomendação é praticamente difícil por razões tecnológicas. É muito mais conveniente escolher a distância entre as conchas adjacentes ao entreferro das telas, maior que a espessura da primeira tela, aproximadamente igual à distância entre o bife da primeira tela e a borda do elemento de circuito blindado (por exemplo, bobinas e indutores). A escolha de uma ou outra espessura de parede da tela magnética não pode ser inequívoca. A espessura racional da parede é determinada. material de blindagem, frequência de interferência e fator de blindagem especificado. É útil ter em conta o seguinte.

1. Com um aumento na frequência de interferência (frequência de um campo magnético alternado de interferência), a permeabilidade magnética dos materiais diminui e causa uma diminuição nas propriedades de blindagem desses materiais, pois à medida que a permeabilidade magnética diminui, a resistência ao o fluxo exercido pela tela aumenta. Como regra, a diminuição da permeabilidade magnética com o aumento da frequência é mais intensa para aqueles materiais magnéticos que possuem a maior permeabilidade magnética inicial. Por exemplo, chapa de aço elétrico com baixa permeabilidade magnética inicial altera pouco o valor de jx com o aumento da frequência, e permalloy, que possui grandes valores iniciais da permeabilidade magnética, é muito sensível a um aumento na frequência do campo magnético ; sua permeabilidade magnética cai drasticamente com a frequência.

2. Em materiais magnéticos expostos a um campo magnético de interferência de alta frequência, o efeito de superfície manifesta-se visivelmente, ou seja, o deslocamento do fluxo magnético para a superfície das paredes da tela, causando um aumento na resistência magnética da tela. Sob tais condições, parece quase inútil aumentar a espessura das paredes de tela além dos limites ocupados pelo fluxo magnético em uma determinada frequência. Tal conclusão é incorreta, pois um aumento na espessura da parede leva a uma diminuição da resistência magnética da tela mesmo na presença de um efeito de superfície. Ao mesmo tempo, a mudança na permeabilidade magnética também deve ser levada em consideração. Como o fenômeno do efeito pelicular em materiais magnéticos geralmente se torna mais perceptível do que a diminuição da permeabilidade magnética na região de baixa frequência, a influência de ambos os fatores na escolha da espessura da parede da tela será diferente em diferentes faixas de frequências de interferência magnética. Como regra, a diminuição das propriedades de blindagem com o aumento da frequência de interferência é mais pronunciada em blindagens feitas de materiais com alta permeabilidade magnética inicial. As características acima de materiais magnéticos fornecem a base para recomendações sobre a escolha de materiais e espessuras de parede de telas magnéticas. Essas recomendações podem ser resumidas da seguinte forma:

A) telas feitas de aço elétrico comum (transformador), que possuem baixa permeabilidade magnética inicial, podem ser utilizadas, se necessário, para fornecer pequenos coeficientes de blindagem (Ke 10); essas telas fornecem um fator de triagem quase constante em uma faixa de frequência bastante ampla, até várias dezenas de quilohertz; a espessura de tais telas depende da frequência de interferência e, quanto menor a frequência, maior a espessura da tela necessária; por exemplo, a uma frequência de um campo de interferência magnética de 50-100 Hz, a espessura das paredes da tela deve ser aproximadamente igual a 2 mm; se for necessário um aumento no fator de blindagem ou uma maior espessura da blindagem, é aconselhável usar várias camadas de blindagem (blindagem dupla ou tripla) de menor espessura;

B) é aconselhável usar telas feitas de materiais magnéticos com alta permeabilidade inicial (por exemplo, permalloy) se for necessário fornecer um fator de blindagem grande (Ke > 10) em uma faixa de frequência relativamente estreita, e não é aconselhável escolher um espessura de cada invólucro de tela magnética superior a 0,3-0,4 mm; o efeito de blindagem de tais telas começa a cair visivelmente em frequências acima de várias centenas ou milhares de hertz, dependendo da permeabilidade inicial desses materiais.

Tudo o que foi dito acima sobre escudos magnéticos é verdade para campos de interferência magnética fracos. Se a blindagem estiver localizada perto de fontes poderosas de interferência e nele surgirem fluxos magnéticos com alta indução magnética, então, como se sabe, é necessário levar em consideração a mudança na permeabilidade dinâmica magnética dependendo da indução; também é necessário levar em conta as perdas na espessura da tela. Na prática, não são encontradas fontes tão fortes de campos de interferência magnética, nas quais se teria que contar com seu efeito nas telas, com exceção de alguns casos especiais que não prevêem a prática de rádio amador e condições normais de operação para engenharia de rádio dispositivos de ampla aplicação.

Teste

1. Com blindagem magnética, a blindagem deve:
1) Possuem menos resistência magnética do que o ar
2) tem resistência magnética igual ao ar
3) têm maior resistência magnética do que o ar

2. Ao blindar o campo magnético Aterrar a blindagem:
1) Não afeta a eficiência da blindagem
2) Aumenta a eficácia da blindagem magnética
3) Reduz a eficácia da blindagem magnética

3. Em baixas frequências (<100кГц) эффективность магнитного экранирования зависит от:
a) Espessura da blindagem, b) Permeabilidade magnética do material, c) Distância entre a blindagem e outros circuitos magnéticos.
1) Apenas a e b são verdadeiras
2) Apenas b e c são verdadeiras
3) Apenas a e b são verdadeiras
4) Todas as opções estão corretas

4. Blindagem magnética em baixas frequências usa:
1) Cobre
2) Alumínio
3) Permalloy.

5. Blindagem magnética em altas frequências usa:
1) Ferro
2) Permalloy
3) Cobre

6. Em altas frequências (>100 kHz), a eficácia da blindagem magnética não depende de:
1) Espessura da tela

2) Permeabilidade magnética do material
3) Distâncias entre a tela e outros circuitos magnéticos.

Literatura usada:

2. Semenenko, V. A. Segurança da informação / V. A. Semenenko - Moscou, 2008.

3. Yarochkin, V. I. Segurança da informação / V. I. Yarochkin - Moscou, 2000.

4. Demirchan, K. S. Fundamentos Teóricos da Engenharia Elétrica Volume III / K. S. Demirchan S.-P, 2003.