0. Механизм электростатического экранирования

Экранирование электрических переменных полей по существу является задачей устранения паразитных емкостных связей.

На Рис. 15.3 показано влияние положительного заряда тела А на тело Б вследствие наличия взаимной емкости связи С_АБ.

Если между телами А и Б установить металлический экран В радиуса r (Рис. 15.4), то он будет перехватывать часть электрических силовых линий между телами, защищая тем самым тело Б от электрического поля тела А. В этом случае получаем своего рода емкостной делитель. В данном случае эффектность экранирования плоского экрана радиуса r можно оценить по формуле

,

где V₂  потенциал на рецепторе без установки экрана,  потенциал на рецепторе после установки экрана. C_АБ  емкость между телами А и Б до установки экрана,  емкость между телами А и Б после установки экрана,

Эффективность экранирования в данном случае определяется главным образом возможностями проникновения поля помех за экран в результате дифракции поля (рис. 3.4).

Рис. 15.3. Схема влияния тела А на тело Б	Рис. 15.4. Дифракция для экрана В между телами А и Б

Электрическое поле (от источник электрического поля) в ближней зоне ослабляется пропорционально кубу расстояния.

Обобщая все сказанное выше, можно сформулировать способы уменьшения емкостной связи между телами А и Б, а именное:

• разносить на максимальное расстояние тела А и Б,

• использовать в конструкции миниатюрные компоненты для снижения взаимной емкости,

• использовать (если возможно) принцип компенсации зарядов и их электрических полей для совокупности тел,

• при недостаточности этих мер, между элементами устанавливают экран, служащий для перехвата силовых линий электрического поля, связывающего объекты.

Используя электростатический экран, важно, как отмечалось, чтобы он хорошо был заземлен, т.е. соединен с корпусом.

2. Магнитное экранирование

0. Механизм экранирования

Вокруг витка с постоянным током существует постоянной магнитное поле с напряженностью H_o зависящее от точки измерения (рис. 15.5). Окружим виток замкнутым экраном. Если экран изготовлен из немагнитного материала, т.е. из материала, у которого _r =1 (медь, алюминий), то он не окажет на магнитное поле ни какого влияния, т.е. эффективность экранирования в установившимся режиме будет равна 1.

Рис. 15.5. Поле витка (слева) и экранирование витка постоянным током с током

Если материал изготовлен из материала с _r > 1, то он намагнитится и созданное им вторично поле, сложившись с первичным, приведет к ослаблению поля вне экрана. То есть силовые линии поля витка, встречая экран, обладающий меньшим магнитным сопротивлением, чем свободное пространство, стремятся пройти по стенкам экрана и в меньшем числе проникают в пространство вне экрана. Такой экран одинаково пригоден для защиты от воздействия магнитного поля и для защиты внешнего пространства от влияния магнитного поля созданного источником внутри экрана (рис. 15.6).

Рис. 15.6. Экранирование элемента А от внешнего поля Н.

При повышении частоты в экране возникают вихревые токи, которые в определенной мере компенсируют своими полями внешнее воздействующее магнитной поле.

Таким образом, при магнитном экранировании выделяют два основных механизма экранирования: шунтирование магнитного поля и компенсация.

В целом эффективность магнитостатических экранов не велика. Она зависти от _r экрана (чем больше, тем лучше) и толщины стенки экрана t (чем больше до определенного предела, тем лучше). Так, например экран из материала “Армко” (специальный сплав с _r = 3000), при радиусе 40 см и толщине 1 см обеспечивает эффективность примерно 37,5 дБ. Такой экран сложен в изготовлении и имеет большой вес. В значительной мере эффективность магнитного экранирования определяется наличием апертур и рядом других факторов, которые будут рассмотрены ниже.