Mõelge tavalisele varrasmagnetile: magnet 1 toetub põhjapinnale poolusega ülespoole. Rippumiskaugus y "role="presentation" style="position: suhteline;"> Y y "role="presentation" style="position: suhteline;"> y "role="presentation" style="position: suhteline;">Y selle kohal (toetub küljelt küljele plasttoruga) on teine, väiksem varrasmagnet, magnet 2, põhjapoolusega allapoole. Nendevahelised magnetjõud ületavad gravitatsiooni ja hoiavad magneti 2 rippumas. Mõelge mõnele materjalile, materjalile X, mis liigub algkiirusega kahe magneti vahelise pilu suunas. v " role="esitlus" style="position: suhteline;"> v v " role="esitlus" style="position: suhteline;"> v "role="esitlus" style="position: suhteline;">v ,

Kas on olemas materjal, materjal-X , mis vähendab vahemaad y "role="presentation" style="position: suhteline;"> Y y "role="presentation" style="position: suhteline;"> y "role="presentation" style="position: suhteline;">Y kahe magneti vahel ja läbivad pilu kiirust muutmata v " role="esitlus" style="position: suhteline;"> v v " role="esitlus" style="position: suhteline;"> v "role="esitlus" style="position: suhteline;">v ?

Füüsika armastaja

selline imelik küsimus

Vastused

jojo

Materjal, mida otsite, võib olla ülijuht. Nendel materjalidel on nullvoolutakistus ja seega võivad need kompenseerida esimestes materjalikihtides tungivaid väljajooni. Seda nähtust nimetatakse Meissneri efektiks ja see on ülijuhtiva oleku definitsioon.

Teie puhul on kahe magneti vahel plaadid, see vähendab kindlasti y "role="presentation" style="position: suhteline;"> Y y "role="presentation" style="position: suhteline;"> y "role="presentation" style="position: suhteline;">Y ,

Kiiruse jaoks:

Tavaliselt põhjustavad magnetvälja poolt indutseeritud pöörisvoolud võimsuskadu, mis on määratletud järgmiselt:

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

kuna aga ülijuhil on nulltakistus ja seega de facto

ρ = ∞ "roll="esitlus"> ρ = ∞ ρ = ∞ "roll="esitlus"> ρ = ∞ "roll="esitlus">ρ ρ = ∞ " roll="esitlus"> = ρ = ∞ "roll="esitlus">∞

kineetilist energiat ei tohi kaotada ja seega jääb kiirus muutumatuks.

On ainult üks probleem:

Ülijuht saab eksisteerida ainult väga madalal temperatuuril, nii et see ei pruugi teie masinas võimalik olla... selle jahutamiseks oleks vaja vähemalt vedela lämmastikuga jahutussüsteemi.

Peale ülijuhtide ei näe ma ühtegi võimalikku materjali, sest kui materjal on juht, siis on teil alati pöörisvoolude tõttu kadusid (vähendades seega v " role="esitlus" style="position: suhteline;"> v v " role="esitlus" style="position: suhteline;"> v "role="esitlus" style="position: suhteline;">v) või materjal ei ole juht (siis y "role="presentation" style="position: suhteline;"> Y y "role="presentation" style="position: suhteline;"> y "role="presentation" style="position: suhteline;">Y ei vähene).

adamdport

Kas seda nähtust saab jälgida autos või kuskil katses?

jojo

Asi on aga selles, et kui ülijuht siseneb magnetvälja, siis jõujooned kalduvad kõrvale, millega kaasneb töö... nii et tegelikult kulub kahe magneti vahele jäävasse piirkonda sisenemine veidi energiat. Kui plaat pärast seda ala lahkub, võidetakse energia tagasi.

Lupercus

On väga kõrge magnetilise läbilaskvusega materjale, näiteks nn µ-metall. Nendest valmistatakse tundlikes elektronoptilistes seadmetes ekraane, mis nõrgendavad Maa magnetvälja elektronkiire teel.

Kuna teie küsimus ühendab kaks eraldi osa, jagan selle pooleks, et vaadata neid igaüht eraldi.

1. Staatiline juhtum: kas magnetpoolused liiguvad üksteisele lähemale, kui nende vahele on pandud magnetiline varjestusplaat?

Mu-materjalid ei "tapa" magnetvälja teie vahel magnetpoolused, vaid suunab ainult selle suunda, suunates osa sellest metallekraani. See muudab väljatugevust oluliselt B " role="esitlus" style="position: suhteline;"> IN B " role="esitlus" style="position: suhteline;"> B " role="esitlus" style="position: suhteline;"> ekraani pinnal, ületades peaaegu selle paralleelsed komponendid. See viib magnetrõhu vähenemiseni p = B 2 8 π μ " role="esitlus" style="positsioon: suhteline;"> p= B p = B 2 8 π μ " role="esitlus" style="positsioon: suhteline;"> p = B 2 8 π μ " role="esitlus" style="positsioon: suhteline;"> 2 p = B 2 8 π μ " role="esitlus" style="positsioon: suhteline;"> p = B 2 8 π μ " role="esitlus" style="positsioon: suhteline;"> 8 pi p = B 2 8 π μ " role="esitlus" style="positsioon: suhteline;"> p = B 2 8 π μ " role="esitlus" style="positsioon: suhteline;"> μ p = B 2 8 π μ " role="esitlus" style="positsioon: suhteline;"> p = B 2 8 π μ " role="esitlus" style="position: suhteline;">p p = B 2 8 π μ " role="esitlus" style="position: suhteline;">== p = B 2 8 π μ " role="esitlus" style="position: suhteline;">B p = B 2 8 π μ " role="presentation" style="position: suhteline;">2 p = B 2 8 π μ " role="presentation" style="position: suhteline;">8 p = B 2 8 π μ " role="esitlus" style="position: suhteline;">π p = B 2 8 π μ " role="presentation" style="position: suhteline;">μ ekraanipinna vahetus läheduses. Kui see väheneb magnetväli ekraanil muudab oluliselt magnetilist rõhku magnetite asukohas, põhjustades nende liikumist? Ma kardan, et siin on vaja täpsemat arvutust.

2. Plaadi liikumine: Kas on võimalik, et varjestusplaadi kiirus ei muutu?

Mõelge järgmisele väga lihtsale ja intuitiivsele katsele: Võtke vasktoru ja hoidke seda püsti. Võtke väike magnet ja laske sellel torusse kukkuda. Magnet langeb: i) aeglaselt ja ii) ühtlase kiirusega.

Teie geomeetria saab muuta sarnaseks langeva toru omaga: võtke arvesse üksteise peal hõljuvat magnetite sammast, st paarispoolustega NN ja SS. Nüüd võtke "mitme plaadiga" kilp, mis on valmistatud paralleelsetest lehtedest, mida hoitakse kindlalt üksteisest võrdsel kaugusel (nt 2D kamm). See maailm simuleerib mitut paralleelselt langevat toru.

Kui hoiate nüüd magnetite sammast vertikaalsuunas ja tõmbate konstantse jõuga (analoogselt gravitatsioonile) neist läbi multiplaadi, siis saavutate konstantse kiiruse režiimi - sarnaselt langeva toru katsega.

See viitab sellele, et magnetite sammas või täpsemalt nende magnetväli toimib viskoosse keskkonna vaskplaatidele:

M p l a t e v ˙ = − γ B v + F p u l l " roll="esitlus"> m m p l a t e v ˙ = − γ B v + F p u l l " roll="esitlus"> m p l a t e v ˙ = − γ B v + F p u l l " roll="esitlus"> p l a t e m p l a t e v ˙ = − γ B v + F p u l l " roll="esitlus"> m p l a t e v ˙ = − γ B v + F p u l l " roll="esitlus"> v m p l a t e v ˙ = − γ B v + F p u l l " roll="esitlus"> m p l a t e v ˙ = − γ B v + F p u l l " roll="esitlus"> ˙ m p l a t e v ˙ = − γ B v + F p u l l " roll="esitlus"> m p l a t e v ˙ = − γ B v + F p u l l " roll="esitlus"> = - γ m p l a t e v ˙ = − γ B v + F p u l l " roll="esitlus"> m p l a t e v ˙ = − γ B v + F p u l l " roll="esitlus"> IN m p l a t e v ˙ = − γ B v + F p u l l " roll="esitlus"> m p l a t e v ˙ = − γ B v + F p u l l " roll="esitlus"> V+ F m p l a t e v ˙ = − γ B v + F p u l l " roll="esitlus"> m p l a t e v ˙ = − γ B v + F p u l l " roll="esitlus"> p l l m p l a t e v ˙ = − γ B v + F p u l l " roll="esitlus"> m p l a t e v ˙ = − γ B v + F p u l l " roll=" esitlus">m m p l a t e v ˙ = − γ B v + F p u l l " roll=" esitlus">p m p l a t e v ˙ = − γ B v + F p u l l " roll=" esitlus">L m p l a t e v ˙ = − γ B v + F p u l l " roll=" esitlus">T m p l a t e v ˙ = − γ B v + F p u l l " role="esitlus">e m p l a t e v ˙ = − γ B v + F p u l l " roll=" esitlus">v m p l a t e v ˙ = − γ B v + F p u l l " roll="esitlus">˙ m p l a t e v ˙ = − γ B v + F p u l l " roll="esitlus"> = m p l a t e v ˙ = − γ B v + F p u l l " roll="esitlus">- m p l a t e v ˙ = − γ B v + F p u l l " role="esitlus">γ m p l a t e v ˙ = − γ B v + F p u l l " roll="esitlus">В m p l a t e v ˙ = − γ B v + F p u l l " roll=" esitlus">v m p l a t e v ˙ = − γ B v + F p u l l " roll="esitlus">+ m p l a t e v ˙ = − γ B v + F p u l l " roll="esitlus">F m p l a t e v ˙ = − γ B v + F p u l l " roll=" esitlus">p m p l a t e v ˙ = − γ B v + F p u l l " roll="esitlus">U m p l a t e v ˙ = − γ B v + F p u l l " roll=" esitlus">L m p l a t e v ˙ = − γ B v + F p u l l " roll=" esitlus">L

Kus γ B " role="esitlus" style="position: suhteline;"> γ γ B " role="esitlus" style="position: suhteline;"> γ B " role="esitlus" style="position: suhteline;"> IN γ B " role="esitlus" style="position: suhteline;"> γ B " role="esitlus" style="position: suhteline;">γ γ B "role="esitlus" style="position: suhteline;">B on efektiivne hõõrdetegur, mis tuleneb plaatide olemasolust häiritud magnetväljast. Mõne aja pärast jõuate lõpuks režiimi, kus hõõrdejõud kompenseerib teie pingutuse ja kiirus jääb muutumatuks: v = F p u l l γ B " role="esitlus" style="position: suhteline;"> v= F v = F p u l l γ B " role="esitlus" style="position: suhteline;"> v = F p u l l γ B " role="esitlus" style="position: suhteline;"> p l l v = F p u l l γ B " role="esitlus" style="position: suhteline;"> v = F p u l l γ B " role="esitlus" style="position: suhteline;"> γ v = F p u l l γ B " role="esitlus" style="position: suhteline;"> v = F p u l l γ B " role="esitlus" style="position: suhteline;"> IN v = F p u l l γ B " role="esitlus" style="position: suhteline;"> v = F p u l l γ B " role="esitlus" style="position: suhteline;"> v v = F p u l l γ B " role="esitlus" style="position: suhteline;"> = v = F p u l l γ B " role="esitlus" style="position: suhteline;"> F v = F p u l l γ B " role="esitlus" style="position: suhteline;"> P v = F p u l l γ B " role="esitlus" style="position: suhteline;"> U v = F p u l l γ B " role="esitlus" style="position: suhteline;"> L v = F p u l l γ B " role="esitlus" style="position: suhteline;"> L v = F p u l l γ B " role="esitlus" style="position: suhteline;"> γ v = F p u l l γ B " role="esitlus" style="position: suhteline;"> IN ,

Kui see kiirus on võrdne kiirusega, mis teil oli enne plaatide magnetvälja tõmbamist, on küsimus selles, kuidas te tõmbejõudu kontrollite. Märge: kui veojõudu pole, peatab plaadi lihtsalt magnetpiduriefekt. Seega, kui tahad ühtlast kiirust, pead selle järgi tõmbama.

Kuidas teha nii, et kaks kõrvuti asetsevat magnetit ei tunneks teineteise kohalolu? Mis materjali nende vahele panna, et ühelt magnetilt pärit magnetvälja jõujooned teise magnetini ei ulatuks?

See küsimus pole nii triviaalne, kui esmapilgul võib tunduda. Peame need kaks magnetit tõesti isoleerima. See tähendab, et neid kahte magnetit saab erineval viisil pöörata ja üksteise suhtes erinevalt liigutada, kuid kõik need magnetid käituvad nii, nagu poleks läheduses ühtegi teist magnetit. Seetõttu ei tööta põhimõtteliselt kõik nipid kolmanda magneti või ferromagneti paigutamisega selle kõrvale, et luua mingi eriline magnetväljade konfiguratsioon koos kõigi magnetväljade kompenseerimisega ühes punktis.

Diamagnet???

Mõnikord arvatakse ekslikult, et selline magnetvälja isolaator võib toimida diamagnetiline. Kuid see pole tõsi. Diamagnet tegelikult nõrgendab magnetvälja. Kuid see nõrgestab magnetvälja ainult diamagneti enda paksuses, diamagneti sees. Seetõttu arvavad paljud ekslikult, et kui üks või mõlemad magnetid on diamagneti tükki kinni müüritud, siis väidetavalt nõrgeneb nende külgetõmme või tõrjumine.

Kuid see ei ole probleemi lahendus. Esiteks jõuavad ühe magneti jõujooned ikkagi teise magnetini ehk magnetväli ainult väheneb diamagneti paksuses, kuid ei kao täielikult. Teiseks, kui magnetid on diamagneti paksusesse kinni müüritud, ei saa me neid üksteise suhtes liigutada ega pöörata.

Ja kui teete diamagnetist lihtsalt lameekraani, siis see ekraan laseb magnetvälja ise läbi. Veelgi enam, selle ekraani taga on magnetväli täpselt sama, kui seda diamagnetilist ekraani polekski olemas.

See viitab sellele, et isegi diamagnetisse immutatud magnetid ei koge üksteise magnetvälja nõrgenemist. Tõepoolest, seal, kus on seinaga magnet, pole selle magneti mahus lihtsalt diamagnetit. Ja kuna sisseehitatud magneti asukohas pole diamagnetit, tähendab see, et mõlemad immutatud magnetid interakteeruvad üksteisega samamoodi, nagu poleks neid diamagnetis immutatud. Diamagnet nende magnetite ümber on sama kasutu kui magnetite vahel olev lame diamagnetiline ekraan.

Ideaalne diamagnet

Vajame materjali, mis üldiselt ei läbiks magnetvälja jõujooni. On vaja, et magnetvälja jõujooned lükatakse sellisest materjalist välja. Kui magnetvälja jõujooned läbivad materjali, taastavad need sellise materjali ekraani taga täielikult kogu oma tugevuse. See tuleneb magnetvoo jäävuse seadusest.

Diamagnetis toimub välise magnetvälja nõrgenemine indutseeritud sisemise magnetvälja tõttu. See indutseeritud magnetväli tekib aatomite sees olevate elektronide ringikujuliste voolude abil. Kui väline magnetväli on sisse lülitatud, peaksid aatomites olevad elektronid hakkama ringi liikuma jõujooned väline magnetväli. See elektronide indutseeritud ringliikumine aatomites loob täiendava magnetvälja, mis on alati suunatud välise magnetvälja vastu. Seetõttu muutub kogu magnetväli diamagneti sees väiksemaks kui väljaspool.

Kuid välisvälja täielikku kompenseerimist indutseeritud sisevälja tõttu ei toimu. Diamagneti aatomites ei ole ringvoolu tugevust piisavalt, et tekitada täpselt samasugune magnetväli nagu väline magnetväli. Seetõttu jäävad välise magnetvälja jõujooned diamagneti paksusesse. Väline magnetväli justkui "torkab" läbi ja läbi diamagneti materjali.

Ainus materjal, mis lükkab välja magnetvälja jooni, on ülijuht. Ülijuhis indutseerib väline magnetväli välisvälja jõujoonte ümber selliseid ringvoolusid, mis loovad vastassuunalise magnetvälja, mis on täpselt võrdne välise magnetväljaga. Selles mõttes on ülijuht ideaalne diamagnet.

Ülijuhi pinnal on magnetvälja vektor alati suunatud piki seda pinda, ülijuhtiva keha pinna suhtes tangentsiaalselt. Ülijuhi pinnal ei ole magnetvälja vektoril ülijuhi pinnaga risti suunatud komponenti. Seetõttu liiguvad magnetvälja jõujooned alati ümber mis tahes kujuga ülijuhtiva keha.

Ülijuhi ümber painutamine magnetvälja jõujoonte abil

Kuid see ei tähenda sugugi, et kui ülijuhtiv ekraan asetada kahe magneti vahele, siis see probleemi lahendab. Fakt on see, et magneti magnetvälja jõujooned lähevad teisele magnetile, möödudes ülijuhist ekraanist. Seetõttu nõrgeneb lame ülijuhtiv ekraan ainult magnetite mõju üksteisele.

Kahe magneti vastasmõju nõrgenemine sõltub sellest, kui palju on pikenenud kahte magnetit omavahel ühendava jõujoone pikkus. Mida suurem on ühendavate jõujoonte pikkus, seda väiksem on kahe magneti vastastikmõju.

See on täpselt sama efekt, kui suurendate magnetite vahelist kaugust ilma ülijuhtiva ekraanita. Kui suurendada magnetite vahelist kaugust, siis suureneb ka magnetvälja joonte pikkus.

See tähendab, et kahe ülijuhtivast ekraanist mööduva magneti ühendavate jõujoonte pikkuse suurendamiseks on vaja suurendada selle lameekraani mõõtmeid nii pikkuses kui ka laiuses. See toob kaasa põllujoonte möödasõidu pikkuse pikenemise. Ja mida suuremad on lameekraani mõõtmed võrreldes magnetite vahelise kaugusega, seda väiksemaks muutub magnetitevaheline interaktsioon.

Magnetite vaheline interaktsioon kaob täielikult alles siis, kui lameda ülijuhtiva ekraani mõlemad mõõtmed muutuvad lõpmatuks. See on analoogne olukorraga, kui magnetid eraldati lõpmatult suurele kaugusele ja seetõttu muutus neid ühendavate magnetvälja joonte pikkus lõpmatuks.

Teoreetiliselt lahendab see probleemi muidugi täielikult. Kuid praktikas ei saa me teha lõpmatute mõõtmetega ülijuhtivat lameekraani. Soovin lahendust, mida saaks laboris või tootmises praktikas rakendada. (Me ei räägi enam igapäevastest tingimustest, kuna ülijuhti on igapäevaelus võimatu teha.)

Ruumi jagamine ülijuhiga

Teisel viisil võib lõpmatute mõõtmetega lameekraani tõlgendada kogu kolmemõõtmelise ruumi jagajana kaheks osaks, mis ei ole omavahel ühendatud. Kuid ruumi saab jagada kaheks osaks mitte ainult lõpmatute mõõtmetega lameekraaniga. Iga suletud pind jagab ruumi ka kaheks osaks, suletud pinna sees olevaks ruumalaks ja suletud pinna väliseks ruumiks. Näiteks jagab iga kera ruumi kaheks osaks: sfääri sees olev pall ja kõik väljaspool.

Seetõttu on ülijuhtiv kera ideaalne magnetvälja isolaator. Kui magnet asetatakse sellisesse ülijuhtivasse sfääri, siis ei suuda ükski instrument kunagi tuvastada, kas selle sfääri sees on magnet või mitte.

Ja vastupidi, kui teid asetatakse sellisesse sfääri, siis välised magnetväljad teile ei mõju. Näiteks Maa magnetvälja on sellise ülijuhtiva sfääri sees ühegi vahendiga võimatu tuvastada. Sellise ülijuhtiva sfääri sees on võimalik tuvastada ainult nende magnetite magnetväli, mis asuvad samuti selles sfääris.

Seega selleks, et kaks magnetit üksteisega ei suhtleks, tuleb üks neist magnetitest asetada ülijuhtiva sfääri sisse ja teine ​​jätta väljapoole. Siis kontsentreerub esimese magneti magnetväli täielikult sfääri sisse ega lähe sellest sfäärist kaugemale. Seetõttu ei tunne teine ​​magnet end esimese poolt tervitatuna. Samamoodi ei suuda teise magneti magnetväli ülijuhtiva sfääri sisse ronida. Ja nii ei tunne esimene magnet teise magneti lähedalt.

Lõpuks saame mõlemat magnetit üksteise suhtes mis tahes viisil pöörata ja liigutada. Tõsi, esimese magneti liikumist piirab ülijuhtiva sfääri raadius. Aga nii see just tundub. Tegelikult sõltub kahe magneti vastastikmõju ainult nende suhtelisest asendist ja nende pöörlemistest ümber vastava magneti raskuskeskme. Seetõttu piisab, kui asetada esimese magneti raskuskese sfääri keskele ja asetada koordinaatide alguspunkt samasse kohta kera keskele. Magnetite kõikvõimalikud asukohad määratakse ainult teise magneti kõigi võimalike asendite järgi esimese magneti suhtes ja nende pöördenurgad ümber nende massikeskmete.

Muidugi võib kera asemel võtta pinna mis tahes muu kuju, näiteks ellipsoidi või karbikujulise pinna vms. Kui ta vaid jagaks ruumi kaheks osaks. See tähendab, et sellel pinnal ei tohiks olla auku, millest saaks läbi roomata jõujoon, mis ühendab sisemise ja välimise magneti.

Magnetvälja varjestamiseks kasutatakse kahte meetodit:

manööverdamismeetod;

Ekraani magnetvälja meetod.

Vaatame kõiki neid meetodeid üksikasjalikumalt.

Meetod magnetvälja manööverdamiseks ekraaniga.

Konstantse ja aeglaselt muutuva vahelduva magnetvälja eest kaitsmiseks kasutatakse meetodit magnetvälja manööverdamiseks ekraaniga. Ekraanid on valmistatud kõrge suhtelise magnetilise läbilaskvusega ferromagnetilistest materjalidest (teras, permalloy). Ekraani juuresolekul kulgevad magnetinduktsiooni jooned peamiselt piki selle seinu (joonis 8.15), millel on madal magnettakistus võrreldes ekraanisisese õhuruumiga. Varjestuse kvaliteet sõltub varjestuse magnetilisest läbilaskvusest ja magnetahela takistusest, s.o. Mida paksem on varjestus ja mida vähem on magnetiliste induktsioonijoonte suunas kulgevaid õmblusi, ühendusi, seda suurem on varjestuse efektiivsus.

Ekraani nihutamise meetod.

Ekraani nihke meetodit kasutatakse muutuvate kõrgsageduslike magnetväljade varjamiseks. Sel juhul kasutatakse mittemagnetilistest metallidest valmistatud ekraane. Varjestus põhineb induktsiooni fenomenil. Siin on kasulik induktsiooni nähtus.

Asetame vasest silindri ühtlase vahelduva magnetvälja teele (joonis 8.16, a). Selles ergastatakse muutuv ED, mis omakorda loob muutuva induktsiooni pöörisvoolud (Foucault voolud). Nende voolude magnetväli (joonis 8.16, b) suletakse; silindri sees suunatakse see põneva välja poole ja väljaspool seda põneva väljaga samas suunas. Saadud väli (joonis 8.16, c) nõrgeneb silindri lähedal ja tugevdatakse väljaspool seda, st. välja nihkub silindri poolt hõivatud ruumist, mis on selle sõelumisefekt, mis on seda tõhusam, seda vähem elektritakistus silinder, st. mida rohkem pöörisvoolusid sellest läbi voolab.

Pinnaefekti ("nahaefekt") tõttu langeb pöörisvoolude tihedus ja vahelduva magnetvälja intensiivsus metalli sügavamale minnes eksponentsiaalselt

, (8.5)

Kus (8.6)

- välja ja voolu vähenemise indikaator, mida nimetatakse samaväärne läbitungimissügavus.

Siin on materjali suhteline magnetiline läbilaskvus;

– vaakummagnetiline läbilaskvus võrdne 1,25*10 8 gn*cm -1 ;

– materjali eritakistus, Ohm*cm;

- sagedus Hz.

Pöörisvoolude varjestusefekti on mugav iseloomustada samaväärse läbitungimissügavuse väärtusega. Mida väiksem x 0 , seda suurema magnetvälja nad loovad, mis tõrjub heliallika välise välja ekraani poolt hõivatud ruumist.

Mittemagnetilise materjali puhul valemis (8.6) =1 määrab varjestusefekti ainult ja . Ja kui ekraan on valmistatud ferromagnetilisest materjalist?

Kui see on võrdne, on efekt parem, kuna >1 (50...100) ja x 0 on väiksemad.

Seega on x 0 pöörisvoolude sõelumisefekti kriteerium. Huvitav on hinnata, mitu korda muutub voolutihedus ja magnetvälja tugevus sügavusel x 0 väiksemaks võrreldes pinnapealse vooluga. Selleks asendame x \u003d x 0 valemiga (8.5), siis

kust on näha, et sügavusel x 0 väheneb voolutihedus ja magnetvälja tugevus korda e, s.o. kuni väärtuseni 1/2,72, mis on 0,37 pinna tihedusest ja pingest. Kuna välja nõrgenemine on ainult 2,72 korda sügavusel x 0 ei piisa varjestusmaterjali iseloomustamiseks, siis kasutatakse veel kahte läbitungimissügavuse väärtust x 0,1 ja x 0,01, mis iseloomustavad voolutiheduse ja väljapinge langust 10 ja 100 korda nende väärtustest pinnal.

Avaldame väärtused x 0.1 ja x 0.01 läbi väärtuse x 0, selleks koostame avaldise (8.5) alusel võrrandi

JA ,

otsustada, mille me saame

x 0,1 \u003d x 0 ln10 \u003d 2,3x 0; (8,7)

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

Erinevate varjestusmaterjalide valemite (8.6) ja (8.7) põhjal on kirjanduses toodud läbitungimissügavuse väärtused. Selguse huvides esitame samad andmed tabeli 8.1 kujul.

Tabelist on näha, et kõikide kõrgete sageduste puhul, alates kesklainevahemikust, toimib väga efektiivselt mistahes metallist valmistatud ekraan paksusega 0,5...1,5 mm. Ekraani paksuse ja materjali valikul ei tohiks lähtuda materjali elektrilistest omadustest, vaid lähtuda sellest kaalutlused mehaanilise tugevuse, jäikuse, korrosioonikindluse, üksikute osade ühendamise lihtsuse ja nendevahelise väikese takistusega üleminekukontaktide teostamise, jootmise, keevitamise lihtsuse jms.

Tabeli andmetest järeldub, et sagedustel üle 10 MHz annab vasest ja veelgi enam hõbedast kile paksusega alla 0,1 mm olulise varjestusefekti. Seetõttu on sagedustel üle 10 MHz üsna vastuvõetav kasutada fooliumiga kaetud getinaksist või muust isolatsioonimaterjalist, mis on kaetud vase või hõbedaga.

Ekraanidena saab kasutada terast, kuid peate meeles pidama, et suure takistuse ja hüstereesi nähtuse tõttu võib terasekraan põhjustada varjestusahelatesse olulisi kadusid.

Filtreerimine

Filtreerimine on peamine vahend ES alalis- ja vahelduvvoolu toite- ja lülitusahelates tekitatud konstruktiivsete häirete summutamiseks. Selleks otstarbeks loodud mürasummutusfiltrid võimaldavad teil vähendada juhtivaid häireid nii välistest kui ka välistest sisemised allikad. Filtreerimise efektiivsuse määrab filtri sisestamise kadu:

db,

Filtril on järgmised põhinõuded:

Etteantud kasuteguri S tagamine vajalikus sagedusvahemikus (arvestades elektriahela sisetakistust ja koormust);

Filtri alalis- või vahelduvpinge lubatud languse piiramine maksimaalse koormusvoolu korral;

Toitepinge lubatud mittelineaarse moonutuse tagamine, mis määrab nõuded filtri lineaarsusele;

Projekteerimisnõuded - varjestuse efektiivsus, minimaalsed üldmõõtmed ja kaal, normaalse soojusrežiimi tagamine, vastupidavus mehaanilistele ja kliimamõjudele, konstruktsiooni valmistatavus jne;

Filtrielemendid tuleb valida, võttes arvesse elektriahela nimivoolusid ja -pingeid, samuti neis tekkivaid pinge- ja vooluhoogusid, mis on põhjustatud elektrirežiimi ebastabiilsusest ja siirdetest.

Kondensaatorid. Neid kasutatakse iseseisvate mürasummutavate elementidena ja paralleelfiltritena. Struktuuriliselt jagunevad mürasummutuskondensaatorid järgmisteks osadeks:

Bipolaarne tüüp K50-6, K52-1B, IT, K53-1A;

Toe tüüp KO, KO-E, KDO;

Mittekoaksiaalne läbiv tüüp K73-21;

Läbiva auguga koaksiaaltüüp KTP-44, K10-44, K73-18, K53-17;

Kondensaatoriplokid;

Häirete summutamise kondensaatori peamine omadus on selle takistuse sõltuvus sagedusest. Häirete summutamiseks sagedusalas kuni umbes 10 MHz võib nende juhtmete lühikest pikkust arvestades kasutada kahepooluselisi kondensaatoreid. Mürasummutuskondensaatoreid kasutatakse kuni sagedustel 30-50 MHz. Sümmeetrilisi läbipääsukondensaatoreid kasutatakse kahejuhtmelises ahelas kuni sageduseni 100 MHz. Läbivoolukondensaatorid töötavad laias sagedusvahemikus kuni umbes 1000 MHz.

Induktiivsed elemendid. Neid kasutatakse sõltumatute mürasummutuselementidena ja mürasummutusfiltrite jadalülidena. Struktuuriliselt kõige levinumad drosselid eritüübid:

Keritud ferromagnetilisele südamikule;

Kerimata.

Häirete summutusdrosseli peamine omadus on selle impedantsi sõltuvus sagedusest. Madalatel sagedustel on soovitatav kasutada PP90 ja PP250 klassi magnetoelektrilisi südamikke, mis on valmistatud m-permalloy baasil. Häirete summutamiseks kuni 3A vooluga seadmete vooluringides on soovitatav kasutada DM-tüüpi RF-drosseleid. nimiväärtused voolud - D200-seeria drosselid.

Filtrid. Keraamilised läbivoolufiltrid B7, B14, B23 on ette nähtud häirete summutamiseks alalis-, pulseerivates ja vahelduvvooluahelates sagedusvahemikus 10 MHz kuni 10 GHz. Selliste filtrite konstruktsioonid on näidatud joonisel 8.17

Filtrite B7, B14, B23 poolt sisseviidud sumbumine sagedusalas 10..100 MHz tõuseb ligikaudu 20..30-lt 50..60 dB-le ja sagedusalas üle 100 MHz ületab 50 dB.

B23B tüüpi keraamilised reasfiltrid on ehitatud ketaskeraamiliste kondensaatorite ja pöördeta ferromagnetiliste drosselite baasil (joonis 8.18).

Pöördeta drosselid on torukujuline ferromagnetiline südamik, mis on valmistatud klassi 50 VCh-2 ferriidist, mis on kaetud läbivale pliile. Drosselinduktiivsus on 0,08…0,13 µH. Filtri korpus on valmistatud UV-61 keraamilisest materjalist, millel on kõrge mehaaniline tugevus. Korpus on metalliseeritud hõbedakihiga, et tagada väike üleminekutakistus kondensaatori välisvoodri ja maanduse keermestatud puksi vahel, millega filter on kinnitatud. Kondensaator on joodetud filtri korpuse külge piki välisperimeetrit ja läbiva klemmiga piki siseperimeetrit. Filtri tihedus tagatakse korpuse otste täites seguga.

B23B filtrite jaoks:

filtri nimimahtuvus - 0,01 kuni 6,8 μF,

nimipinge 50 ja 250 V,

nimivool kuni 20A,

Filtri mõõtmed:

L = 25 mm, D = 12 mm

B23B filtrite poolt sisse viidud sumbumine sagedusvahemikus 10 kHz kuni 10 MHz tõuseb ligikaudu 30..50 kuni 60..70 dB ja sagedusalas üle 10 MHz ületab 70 dB.

Sisseehitatud ES-i jaoks on paljutõotav kasutada spetsiaalseid mürasummutavaid juhtmeid ferron-täiteainetega, millel on kõrge magnetiline läbilaskvus ja suured erikadud. Nii et PPE-juhtmete puhul suureneb sisestamise sumbumine sagedusvahemikus 1 ... 1000 MHz 6-lt 128 dB / m-ni.

Tuntud disain mitme kontaktiga pistikud, kus igale kontaktile on paigaldatud üks U-kujuline mürafilter.

Sisseehitatud filtri üldmõõtmed:

pikkus 9,5 mm,

läbimõõt 3,2 mm.

Filtri poolt tekitatav sumbumine 50-oomises vooluringis on 20 dB 10 MHz juures ja kuni 80 dB 100 MHz juures.

Digitaalsete taastuvenergia toiteahelate filtreerimine.

Impulssmüra toitesiinides, mis tekib digitaalsete integraallülituste (DIC) lülitamise ajal, aga ka väljastpoolt tungiv müra, võib põhjustada tõrkeid digitaalsete infotöötlusseadmete töös.

Mürataseme vähendamiseks jõusiinides kasutatakse vooluahela projekteerimise meetodeid:

"Toite" siinide induktiivsuse vähendamine, võttes arvesse edasi- ja tagurpidi juhtide vastastikust magnetilist ühendust;

"Toite" siinide sektsioonide pikkuste vähendamine, mis on erinevate ISC-de voolude jaoks tavalised;

Impulssvoolude esikülgede aeglustamine "jõu"siinides mürasummutavate kondensaatorite abil;

Toiteahelate ratsionaalne topoloogia trükkplaadil.

Juhtide ristlõike suuruse suurenemine viib rehvide sisemise induktiivsuse vähenemiseni ja vähendab ka nende aktiivset takistust. Viimane on eriti oluline maandussiini puhul, mis on signaaliahelate tagastusjuhiks. Seetõttu on mitmekihilistes trükkplaatides soovitav teha "jõusiine" külgnevates kihtides paiknevate juhtivate tasandite kujul (joonis 8.19).

Digitaalsete IC-de trükklülitustes kasutatavatel hingedega toitesiinidel on võrreldes trükitud juhtmete kujul valmistatud siinidega suured põikimõõtmed ning sellest tulenevalt madalam induktiivsus ja takistus. Paigaldatud jõusiinide täiendavad eelised on:

Signaaliahelate lihtsustatud jälgimine;

PCB jäikuse suurendamine, luues täiendavad ribid, mis toimivad piirajatena, mis kaitsevad paigaldatud ERE-ga IC-sid mehaaniliste kahjustuste eest toote paigaldamise ja seadistamise ajal (joonis 8.20).

Kõrget valmistatavust eristavad trükkimise teel valmistatud ja vertikaalselt PCB-le paigaldatud jõurehvid (joonis 6.12c).

On teada IC-korpuse alla paigaldatud monteeritud rehvide konstruktsioonid, mis asuvad plaadil ridadena (joonis 8.22).

"Toite" busside kaalutletud konstruktsioonid tagavad ka suure lineaarse võimsuse, mis viib "jõu" liini lainetakistuse vähenemiseni ja sellest tulenevalt impulssmüra taseme languseni.

PCB IC toitejuhtmestik ei tohiks toimuda järjestikku (joonis 8.23a), vaid paralleelselt (joonis 8.23b).

Peate kasutama vormis olevat toitejuhtmestikku suletud ahelad(joonis 8.23c). Selline konstruktsioon läheneb oma elektrilistes parameetrites pidevatele jõutasanditele. Välise häireid kandva magnetvälja mõju eest kaitsmiseks tuleks piki juhtpaneeli perimeetrit paigaldada väline suletud ahel.

maandus

Maandussüsteem on elektriahel, millel on omadus säilitada minimaalne potentsiaal, mis on konkreetse toote võrdlustase. ES-i maandussüsteem peab tagama signaali ja toite tagastusahelad, kaitsma inimesi ja seadmeid toiteahelate rikete eest ning eemaldama staatilised laengud.

Peamised nõuded maandussüsteemidele on järgmised:

1) maandussiini kogutakistuse minimeerimine;

2) suletud maandusahelate puudumine, mis on tundlikud magnetväljadele.

ES nõuab vähemalt kolme eraldi maandusahelat:

Madala voolu- ja pingetasemega signaaliahelatele;

Toiteahelate jaoks koos kõrge tase energiatarve (toiteallikad, ES väljundastmed jne)

Kereahelate jaoks (šassii, paneelid, ekraanid ja plaadistus).

ES-i elektriahelad on maandatud järgmiselt: ühes punktis ja mitmes maanduse võrdluspunktile kõige lähemal asuvas punktis (joonis 8.24).

Sellest lähtuvalt võib maandussüsteeme nimetada ühepunktiliseks ja mitmepunktiliseks.

Kõrgeim häiretase esineb ühepunktilises maandussüsteemis, millel on ühine jadamisi ühendatud maandussiin (joonis 8.24 a).

Mida kaugemal on maanduspunkt, seda suurem on selle potentsiaal. Seda ei tohiks kasutada suurte voolutarbimise erinevustega ahelate puhul, kuna suure võimsusega DV-d tekitavad suuri tagasivoolu maandusvoolusid, mis võivad mõjutada väikese signaaliga DV-sid. Vajadusel tuleks kõige kriitilisem FU ühendada maanduse võrdluspunktile võimalikult lähedale.

Kõrgsageduslike vooluahelate (f ≥ 10 MHz) puhul tuleks kasutada mitmepunktilist maandussüsteemi (joonis 8.24 c), mis ühendab FU RES maanduse võrdluspunktile kõige lähemal asuvates punktides.

Tundlike vooluahelate puhul kasutatakse ujuvat maandusahelat (joonis 8.25). Selline maandussüsteem nõuab vooluringi täielikku isoleerimist korpusest (kõrge takistus ja madal mahtuvus), vastasel juhul on see ebaefektiivne. Vooluahelaid saab toita päikesepatareidest või patareidest ning signaalid peavad ahelasse sisenema ja sealt lahkuma trafode või optronide kaudu.

Näide vaadeldavate maanduspõhimõtete rakendamisest üheksa rajaga digitaalse lindiseadme jaoks on näidatud joonisel 8.26.

Seal on järgmised maandussiinid: kolm signaali, üks toite- ja üks kere. Häiretele kõige vastuvõtlikumad analoog-FU-d (üheksa sensorvõimendit) on maandatud kahe eraldatud maandussiiniga. Kolmanda signaalimaandusega on ühendatud üheksa kirjutusvõimendit, mis töötavad kõrgemal signaalitasemel kui sensorvõimendid, samuti juht-IC-d ja liideseahelad andmetoodetega. Kolm alalisvoolumootorit ja nende juhtahelad, releed ja solenoidid on ühendatud toitebussi "maandusega". Kõige vastuvõtlikum veovõlli mootori juhtimisahel on ühendatud maanduse võrdluspunktile kõige lähemal. Maandussiini kasutatakse korpuse ja korpuse ühendamiseks. Signaali-, toite- ja maandussiinid on teisese toiteallika ühes punktis omavahel ühendatud. Tuleb märkida, et taastuvenergia projekteerimisel on konstruktsiooniliste elektriskeemide koostamise otstarbekus.

Magnetväljade varjestamist saab läbi viia kahel viisil:

Varjestus ferromagnetiliste materjalidega.

Varjestus pöörisvooludega.

Esimest meetodit kasutatakse tavaliselt konstantse MF ja madala sagedusega väljade sõelumiseks. Teine meetod tagab kõrge sagedusega MF-i varjestamise märkimisväärse efektiivsuse. Pinnaefekti tõttu langeb pöörisvoolude tihedus ja vahelduva magnetvälja intensiivsus, kui need lähevad metalli sügavamale, vastavalt eksponentsiaalsele seadusele:

Välja ja voolu vähenemine, mida nimetatakse ekvivalentseks läbitungimissügavuseks.

Mida väiksem on läbitungimissügavus, seda suurem on vool ekraani pinnakihtides, seda suurem on selle tekitatav vastupidine MF, mis tõrjub heliallika välise välja ekraani poolt hõivatud ruumist. Kui varjestus on valmistatud mittemagnetilisest materjalist, siis sõltub varjestus ainult materjali erijuhtivusest ja varjestusvälja sagedusest. Kui ekraan on valmistatud ferromagnetilisest materjalist, siis, kui muud tegurid on võrdsed, indutseeritakse selles välise välja abil suur e. d.s. magnetvälja jõujoonte suurema kontsentratsiooni tõttu. Materjali sama juhtivuse korral suurenevad pöörisvoolud, mille tulemuseks on väiksem läbitungimissügavus ja parem varjestus.

Ekraani paksuse ja materjali valikul ei tohiks lähtuda materjali elektrilistest omadustest, vaid lähtuda mehaanilisest tugevusest, kaalust, jäikusest, korrosioonikindlusest, üksikute osade ühendamise lihtsusest ja nendevaheliste üleminekukontaktide loomisest. madala takistusega, lihtne jootmine, keevitamine jne.

Tabeli andmetest on näha, et sagedustel üle 10 MHz annavad olulise varjestusefekti vask ja veelgi enam hõbekiled paksusega umbes 0,1 mm. Seetõttu on sagedustel üle 10 MHz üsna vastuvõetav kasutada fooliumiga kaetud getinaksist või klaaskiust ekraane. Kõrgetel sagedustel annab teras suurema varjestusefekti kui mittemagnetilised metallid. Siiski tuleb arvestada, et sellised ekraanid võivad suure takistuse ja hüstereesi tõttu põhjustada varjestatud vooluahelatesse olulisi kadusid. Seetõttu on sellised ekraanid rakendatavad ainult juhtudel, kui sisestuskaotust saab ignoreerida. Samuti peab suurema varjestuse efektiivsuse huvides olema ekraanil väiksem magnettakistus kui õhul, siis kipuvad magnetvälja jooned mööda ekraani seinu läbima ja väiksemal hulgal ekraanivälisesse ruumi tungima. Selline ekraan sobib ühtviisi hästi nii kaitseks magnetvälja mõjude eest kui ka välisruumi kaitsmiseks ekraani sees oleva allika poolt tekitatava magnetvälja mõju eest.

Erinevate magnetilise läbilaskvuse väärtustega terase ja permalloi marke on palju, nii et iga materjali jaoks on vaja arvutada läbitungimissügavuse väärtus. Arvutamine toimub vastavalt ligikaudsele võrrandile:

1) Kaitse välise magnetvälja eest

Välise magnetvälja magnetjõujooned (magnetilise interferentsivälja induktsioonijooned) läbivad peamiselt ekraani seinte paksust, millel on madal magnettakistus võrreldes ekraani sees oleva ruumi takistusega. . Selle tulemusena ei mõjuta väline magnetiline häireväli elektriahela tööd.

2) Enda magnetvälja varjestus

Sellist kraanatamist kasutatakse juhul, kui ülesandeks on kaitsta väliseid elektriahelaid poolivoolu tekitatud magnetvälja mõjude eest. Induktiivsus L, st kui on vaja praktiliselt lokaliseerida induktiivsuse L tekitatud häired, lahendatakse selline probleem magnetekraani abil, nagu joonisel skemaatiliselt näidatud. Siin sulguvad peaaegu kõik induktiivpooli välja jõujooned läbi ekraani seinte paksuse, ületamata neid, kuna ekraani magnettakistus on palju väiksem kui ümbritseva ruumi takistus.

3) Kahekordne ekraan

Topeltmagnetekraanil võib ette kujutada, et osa magnetilistest jõujoontest, mis ületavad ühe ekraani seinte paksust, sulguvad läbi teise ekraani seinte paksuse. Samamoodi võib ette kujutada topeltmagnetekraani tegevust esimese (sisemise) ekraani sees asuva elektriskeemi elemendi poolt tekitatud magnethäirete lokaliseerimisel: suurem osa magnetilistest jõujoontest (magnetilised kõrvalekalded) sulgub läbi. välisekraani seinad. Muidugi tuleb topeltekraanidel seinapaksused ja nendevaheline kaugus valida ratsionaalselt.

Üldine varjestuskoefitsient saavutab suurima väärtuse juhtudel, kui seina paksus ja ekraanide vahe suurenevad võrdeliselt kaugusega ekraani keskpunktist ning vahe on sellega külgnevate ekraanide seinapaksuste geomeetriline keskmine. . Sel juhul on varjestustegur:

L = 20 lg (H/Ne)

Topeltekraanide valmistamine vastavalt sellele soovitusele on tehnoloogilistel põhjustel praktiliselt keeruline. Palju otstarbekam on valida ekraanide õhupiluga külgnevate kestade vaheline kaugus, mis on suurem kui esimese sõela paksus, ligikaudu võrdne esimese sõela pihvi ja varjestatud vooluahela elemendi serva vahelise kaugusega. (näiteks poolid ja induktiivpoolid). Magnetekraani ühe või teise seinapaksuse valikut ei saa teha üheselt mõistetavaks. Määratakse ratsionaalne seina paksus. varjestusmaterjal, häirete sagedus ja määratud varjestusfaktor. Kasulik on võtta arvesse järgmist.

1. Häiresageduse (vahelduva häiremagnetvälja sageduse) suurenemisega materjalide magnetiline läbilaskvus väheneb ja põhjustab nende materjalide varjestusomaduste vähenemist, kuna magnetilise läbilaskvuse vähenemisel suureneb magnetiline vastupidavus. ekraani poolt avaldatav voog suureneb. Reeglina on magnetilise läbitavuse vähenemine sageduse suurenemisega kõige intensiivsem nende magnetmaterjalide puhul, millel on suurim algne magnetiline läbilaskvus. Näiteks madala algse magnetilise läbilaskvusega elektrooniline terasplekk muudab jx väärtust sageduse suurenedes vähe ja permalloy, millel on kõrge magnetilise läbilaskvuse algväärtus, on väga tundlik magnetvälja sageduse suurenemise suhtes. ; selle magnetiline läbilaskvus langeb sagedusega järsult.

2. Magnetmaterjalides, mis puutuvad kokku kõrgsagedusliku magnetilise interferentsiväljaga, avaldub märgatavalt pinnaefekt, st magnetvoo nihkumine ekraani seinte pinnale, mis põhjustab ekraani magnettakistuse suurenemist. Sellistes tingimustes näib peaaegu kasutu suurendada ekraani seinte paksust üle antud sagedusega magnetvoo poolt hõivatud piiri. Selline järeldus on vale, sest seina paksuse suurenemine toob kaasa ekraani magnettakistuse vähenemise isegi pinnaefekti olemasolul. Samas tuleks arvestada ka magnetilise läbitavuse muutusega. Kuna nahaefekti nähtus magnetilistes materjalides muutub tavaliselt märgatavamaks kui magnetilise läbilaskvuse vähenemine madalsagedusalas, on mõlema teguri mõju ekraani seina paksuse valikule erinev magnetiliste häirete sageduste erinevates vahemikes. Reeglina on varjestusomaduste vähenemine koos häirete sageduse suurenemisega rohkem väljendunud suure algse magnetilise läbilaskvusega materjalidest valmistatud kilpidel. Ülaltoodud magnetmaterjalide omadused annavad aluse soovitustele magnetekraanide materjalide ja seinapaksuste valiku kohta. Need soovitused võib kokku võtta järgmiselt:

A) väikeste varjetegurite (Ke 10) tagamiseks saab vajadusel kasutada väikese algmagnetilise läbilaskvusega tavalisest elektri- (trafo)terasest ekraane; sellised ekraanid pakuvad peaaegu püsivat varjestustegurit üsna laias sagedusalas, kuni mitukümmend kilohertsi; selliste ekraanide paksus sõltub häirete sagedusest ja mida madalam on sagedus, seda suurem on ekraani paksus; näiteks magnetilise häirevälja sagedusel 50–100 Hz peaks ekraani seinte paksus olema ligikaudu 2 mm; kui on vaja suurendada varjestustegurit või suurendada varjestuse paksust, siis on soovitatav kasutada mitut väiksema paksusega varjestuskihti (kahe- või kolmekordne varjestus);

B) soovitatav on kasutada suure algläbilaskvusega magnetmaterjalidest (näiteks permalloy) ekraane, kui on vaja tagada suur sõelumistegur (Ke > 10) suhteliselt kitsas sagedusribas ja ei ole soovitav valida iga magnetilise ekraani paksus on suurem kui 0,3–0,4 mm; selliste ekraanide varjestusefekt hakkab märgatavalt langema sagedustel üle mitmesaja või tuhande hertsi, olenevalt nende materjalide esialgsest läbilaskvusest.

Kõik ülaltoodud magnetkilpide kohta kehtib nõrkade magnetiliste interferentsiväljade kohta. Kui ekraan asub võimsate häirete allikate läheduses ja seal on magnetvood suure magnetilise induktsiooniga, siis, nagu teate, on vaja arvestada magnetilise dünaamilise läbilaskvuse muutusega sõltuvalt induktsioonist; samuti on vaja arvestada kaodega ekraani paksuses. Praktikas ei kohta selliseid tugevaid magnethäirete väljade allikaid, mille puhul tuleks arvestada nende mõjuga ekraanidele, välja arvatud mõned erijuhud, mis ei näe ette amatöörraadio harjutamist ja normaalsetes tingimustes laialdaselt kasutatavate raadiotehnika seadmete kasutamine.

Test

1. Magnetvarjestuse korral peab kilp:
1) neil on väiksem magnettakistus kui õhul
2) omama võrdne õhuga magnetiline takistus
3) neil on suurem magnettakistus kui õhul

2. Magnetvälja varjestamisel Varjestuse maandamine:
1) Ei mõjuta varjestuse tõhusust
2) Suurendab magnetilise varjestuse efektiivsust
3) Vähendab magnetvarjestuse efektiivsust

3. Madalatel sagedustel (<100кГц) эффективность магнитного экранирования зависит от:
a) Varjestuse paksus, b) Materjali magnetiline läbilaskvus, c) Varjestuse ja teiste magnetsüdamike vaheline kaugus.
1) Ainult a ja b on tõesed
2) Ainult b ja c on tõesed
3) Ainult a ja b on tõesed
4) Kõik valikud on õiged

4. Magnetvarjestus madalatel sagedustel:
1) Vask
2) Alumiinium
3) Permalloy.

5. Magnetvarjestus kõrgetel sagedustel:
1) raud
2) Permalloy
3) Vask

6. Kõrgetel sagedustel (>100 kHz) ei sõltu magnetvarjestuse efektiivsus:
1) Ekraani paksus

2) Materjali magnetiline läbilaskvus
3) Ekraani ja muude magnetahelate vahelised kaugused.

Kasutatud kirjandus:

2. Semenenko, V. A. Infoturve / V. A. Semenenko - Moskva, 2008.

3. Yarochkin, V. I. Infoturve / V. I. Yarochkin - Moskva, 2000.

4. Demirchan, K. S. Teoreetiline alus Elektrotehnika III köide / K. S. Demirchan S.-P, 2003