Экранированием называется локализация электромагнитного поля в определенном пространстве путем ограничения его распространения всеми возможными способами. Электромагнитный экран – конструкция, предназначенная для ослабления электромагнитных полей, создаваемых какими-либо источниками в некоторой области пространства, не содержащей этих источников. электростатический (при r << λ), когда преобладает электрическая составляющая, то есть |E|>>|H| ● магнитостатический (при r << λ), когда преобладает магнитная составляющая, то есть |H|>>|E| ● электромагнитный (при r >> λ), когда обе составляющие равноценны, E=377 H 1. Экранирование электростатических полей Принцип их действия заключается в замыкании электрического поля на корпус («землю») РЭС. Если, между элементом А, создающим электрическое поле, и элементом Б, для которого влияние этого поля оказывается вредным (рисунок 3, а), поместить металлический лист В, соединенный с «землей», то он будет перехватывать электрические силовые линии, защищая тем самым элемент Б от вредного влияния элемента А (рисунок 3, б). Если металлический лист В не соединить с «землей» (рисунок 3, в), то все силовые линии электрического поля, созданные элементом А и заканчивающиеся на левой стороне листа В, будут индуцировать на этой стороне листа отрицательные заряды, на правой стороне листа будут индуцироваться положительные заряды, которые в свою очередь создадут силовые линии, оканчивающиеся на поверхности элемента Б, индуцируя на нем отрицательные заряды. При этом связь между элементами А и Б может оказаться еще более сильной, чем это было без экрана [4]. Для максимального устранения паразитной связи между элементами А и Б необходимо выполнение следующих условий: экран должен полностью охватывать экранируемый элемент схемы А; необходимые отверстия в экране должны быть минимально возможного размера (рисунок 3, г); материал экрана должен обладать по возможности большой электрической проводимостью, а его соединение с землей должно представлять минимальное сопротивление току с частотой помехи. Магнитное поле, в отличие от электрического, полностью ослабить нельзя. 2. Магнитное экранирование Принцип работы экрана: Если поместить катушку индуктивности в кожух, сделанный из ферромагнетика, то линии индукции внешнего магнитного поля пройдут по стенкам защитного экрана, так как он имеет меньшее магнитное сопротивление по сравнению с пространством внутри него. Те силовые линии, которые наводятся самой катушкой, также почти все замкнутся на стенки кожуха. Для того чтобы повысить надежность экрана, его изготавливают толстостенным или сборным из нескольких кожухов. Недостатками такой конструкции является ее тяжеловесность, громоздкость и ухудшение экранирования при наличии швов и разрезов в стенках кожуха. Основные характеристики процесса экранирования: Эквивалентная глубина проникновения магнитного поля. Чем меньше его значение, тем выше ток, протекающий в поверхностных слоях защитного кожуха. Соответственно, тем больше наводимое им магнитное поле, которое вытесняет внешнее. эффективность экранирования: Отношение действующих значений напряженности электрического поля E1 (магнитного поля H1) в данной точке при отсутствии экрана к напряженности электрического поля E2 (магнитного поля H2) в той же точке при наличии экрана [3]: Данная величина тем выше, чем больше толщина экрана и магнитная проницаемость его материала. Уменьшение напряженности магнитного поля и плотности вихревых токов на глубине x от поверхности защитного кожуха. Конструкции экранов Защитные кожухи для экранирования магнитного поля могут быть сделаны в различных конструктивных исполнениях: листовые и массивные; в виде полых трубок и кожухов с цилиндрическим или прямоугольным сечением; однослойные и многослойные, с воздушной прослойкой. Для повышения эффективности экранирования в ряде случаев применяют многоступенчатые магнитостатические экраны, составленные из нескольких слоев, но более тонкого материала. Так как расчет числа слоев довольно сложен, то эту величину чаще всего выбирают по справочникам, по кривым эффективности экранирования. Разрезы и швы в коробах допускается выполнять только вдоль линий вихревых токов. В противном случае уменьшается экранирующий эффект. На практике получить высокий коэффициент экранирования сложно, так как всегда необходимо делать отверстия для кабельного ввода, вентиляции и обслуживания установок. При наличии большого числа отверстий в кожухе снижение коэффициента экранирования происходит по логарифмической зависимости. Его наименьшее значение наблюдается при технологических отверстиях большого размера. Поэтому рекомендуется проектировать несколько мелких отверстий, чем одно крупное. Защитный элемент устанавливается на максимально близком расстоянии к источнику. Заземление при этом не требуется. Эффективность экранирования зависит от магнитной проницаемости и толщины материала экрана. Поэтому экраны изготавливают в основном из ферромагнитных материалов (пермаллой, сталь, ферриты) с большой магнитной проницаемостью. Основные требования, предъявляемые к магнитостатическим экранам: магнитостатический экран целесообразно использовать только при постоянном поле и в диапазоне низких частот; для повышения эффективности экранирования экраны следует изготавливать из магнитомягких материалов с возможно более высокой начальной магнитной проницаемостью; следует избегать в экранах стыков и швов с большим магнитным сопротивлением на пути магнитных силовых линий поля помех; не допускается крепление экранируемого элемента и оболочек экрана стальными деталями, которые образуют пути с малыми магнитными сопротивлениями для магнитных силовых линий помехи; расстояние между магнитным экраном и другими магнитопроводами различных цепей должно быть по возможности наибольшим с тем, чтобы магнитное сопротивление внешней среды было большим по сравнению с магнитным сопротивлением экрана; повышать эффективность экрана не увеличением толщины материала, а применением нескольких тонких экранов, расположенных на возможно большем расстоянии друг от друга.
