Schirmt die Abschirmung auch "elektrisch" "magnetisch" ab?


13

Ich weiß, dass es sich wie eine Anfängerfrage anhört, aber ich kann mich nicht darum kümmern. Ein elektromagnetisches Feld ist ein elektrisches + magnetisches Feld.

Das bedeutet, dass wir, wenn wir ein Gerät offensiv abschirmen, um beispielsweise zu vermeiden, dass es zu Interferenzen mit anderen elektronischen Geräten kommt, die elektromagnetischen Wellen abschirmen müssen, also sowohl die elektrische als auch die magnetische Abschirmung.

Wenn wir also beispielsweise ein Radio in eine Aluminiumbox stecken, ist Aluminium so ziemlich das kostengünstigste Material, das Sie finden können. Einige verwenden möglicherweise Kupfer, Aluminium ist jedoch kostengünstiger.

Jetzt schirmt eine Aluminiumbox das elektrische Feld sehr effizient ab, wenn die Box keine Löcher oder Nähte hat oder wenn die aus den Löchern kommenden Kabel ordnungsgemäß abgeschirmt und geerdet sind.

Aber was ist mit dem Magnetfeld?

Aluminium hat eine sehr geringe Permeabilität. Wie kann die Aluminiumbox in der Nähe befindliche Geräte vor dem Magnetfeld des darin befindlichen Radios schützen? Es schirmt das elektrische Feld ab, aber nicht das magnetische?

Kann mir jemand erklären, wie die Abschirmung mit elektrischen / magnetischen Wellen funktioniert? Weil ich meinen Kopf nicht darum wickeln kann, wie kann er den elektrischen Teil, aber nicht den Magneten abschirmen?

Stellen Magnetfeldleckagen aus dieser theoretischen Perspektive eine Rauschgefahr für die in der Nähe befindlichen Geräte dar?


3
In physikalischen Experimenten wird "Mu-Metall" häufig verwendet, um Magnetfelder (teilweise) abzuschirmen.
Nibot

Antworten:


15

Sie wären in diesem Fall nicht allein. Dies ist ein oft missverstandenes Phänomen.

Statische Magnetfelder können nicht abgeschirmt werden. Sie können mit Eisenmaterialien umgelenkt werden, aber selbst diese blockieren sie nicht.

Elektrische Felder hingegen können sein. Da ein elektrisches Feld im Grunde genommen eine Spannung im Raum ist, können sie eine leitende Platte nicht passieren, die auf einem festen Potential gehalten wird. Der Platz ist sozusagen knapp.

Magnetische Wechselfelder mit ausreichender Frequenz passieren jedoch keine Metallplatte. Das Wechselfeld erzeugt in der Platte einen Wirbelstrom, der ein auslöschendes Magnetfeld erzeugt.

Dies alles wird hier viel genauer erklärt .. Wikipedia


1
Wenn die Abschirmung also ein elektrisches Feld mit X-Intensität blockiert, sollte sie ein magnetisches Wechselfeld mit ähnlicher Intensität blockieren, wenn die Frequenz ausreichend hoch ist.
user138887

2
Das ist richtig. Sie können sich das auch anders vorstellen. Ein magnetisches Wechselfeld BRAUCHT ein elektrisches Wechselfeld. Da es das nicht geben kann, weil der Raum kurzgeschlossen ist. Magnetismus kann auch nicht passieren.
Trevor_G

1
Sind im Nahfeld (<1/2 Wellenlänge?) Die Felder H und E nicht unabhängig?
analogsystemsrf

5
Um pedantisch, statische Magnetfelder können abgeschirmt werden ... mit liberaler Anwendung von Supraleitern. Der Meißner-Effekt!
Herd

2

In einer Box ist der Abstand zwischen Stromkreis und Abschirmung möglicherweise nicht ausreichend, um eine elektromagnetische Welle zu entwickeln. In diesem Fall können Sie das Efield als vom Hfield getrennt betrachten.

Das Meer mobiler Elektronen in Metall ist sehr effektiv für die Abschirmung von E-Feldern. Die Elektronen wandern dorthin, wo sie auf der Metalloberfläche benötigt werden, um den einfallenden Efield-Flusslinien entgegenzuwirken, und zwingen diesen Fluss, nur bei genau 90 Grad auf das Abschirmmetall aufzutreffen.

Das Verhältnis von magnetischer Permeabilität zu elektrischer Permittivität deutet auf dramatisch unterschiedliche Effekte zwischen Hfield- und Efield-Abschirmung hin.

Die magnetische Abschirmung variiert mit der Frequenz. Standard 1 Unze / Fuß ^ 2 Kupferfolie mit einer Dicke von 35 Mikron ergibt eine gewisse Dämpfung (einige dB) bei 5 MHz. Bei 50 MHz liefert dasselbe 35 Mikron eine Dämpfung von sqrt (10) · dB / Neper oder 3,14 · 8,9 dB = 28 dB. Bei 500 MHz ergeben diese 35 Mikron eine Dämpfung von 10,0 * dB / Nepers oder 89 dB.

Um mit der Abschirmung gegen 60 Hz zu beginnen, benötigen Sie sqrt (5.000.000 / 60) ~~ sqrt (100.000) = 316X mehr Dicke; also 35 Mikron * 316, ungefähr 10.000 Mikron oder ungefähr 1 cm.

Bei Magnetfeldern verhalten sich Aluminium und Kupfer nahezu gleich. Mu ist für beide gleich; Unterschiede ergeben sich aus ihrer unterschiedlichen Leitfähigkeit. Aluminium läuft sofort an, so dass Sie nicht anlöten können. Kupfer lässt sich leicht mit einem großen heißen Eisen löten.

In Bezug auf Ihre Frage zur Lärmgefährdung von Geräten in der Nähe lautet die Antwort JA. Signale können sich gegenseitig stören. Schauen Sie sich meine Antwort auf die Frage "Abstand zwischen SPI-Spuren ....." an.


{edit} Hochspannungs-E-Felder verursachen viele Ladungsbewegungen. Wenn die Frequenz niedrig ist, werden Sie nachweisbar erhalten AUSSEN Bewegung von Ladungen aufgrund der Efield. Mit anderen Worten, der SkinEffect ist Ihr Freund, aber SkinEffect sagt nur eine Dämpfung voraus. SkinEffect verhindert nicht die Bewegung externer Ladungen.


0

Ich kenne die Theorie nicht so gut, aber ich kann Ihnen sagen, was ich bei Qualcomm erlebt habe, als ich vor ungefähr 15 Jahren dort gearbeitet habe. Bei der Durchführung von Tests an Telefonen / Chips (z. B. Referenzempfindlichkeitstests) haben wir das Telefon in eine Metallbox mit den Abmessungen 50 cm x 35 cm x 20 cm gelegt. Von der Farbe der Schachtel her sah es eher nach Kupfer als nach Aluminium aus, aber ich denke, Sie können künstliche Farben auftragen. Es gab einen Draht, der das Signal zur und von der Außenwelt führte. Für empfindlichere Tests wurde das Telefon zusammen mit anderen Testgeräten in einem metallischen Käfig von der Größe eines kleinen Raums untergebracht. Wir haben alle möglichen anderen Vorsichtsmaßnahmen getroffen, um die Testergebnisse nicht zu beeinflussen. Nur um die Signale zu verdeutlichen, handelte es sich bei den mitgeführten Telefonen um GSM / GPRS / WCDMA-Signale im Bereich von etwa 900 MHz bis zu einigen GHz.

Durch die Nutzung unserer Website bestätigen Sie, dass Sie unsere Cookie-Richtlinie und Datenschutzrichtlinie gelesen und verstanden haben.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.