Mbrojtje ndaj fushave magnetike. Mbrojtje ndaj fushave konstante elektrike dhe magnetike

MBROJTJA MAGNETIKE

MBROJTJA MAGNETIKE

(magnetike) - mbrojtja e një objekti nga ndikimet magnetike. fushat (konstante dhe variabël). Moderne Hulumtimi në një sërë fushash të shkencës (fizikë, gjeologji, paleontologji, biomagnetizëm) dhe teknologji (kërkime hapësinore, energji bërthamore, shkenca e materialeve) shpesh shoqërohet me matjet e fushave magnetike shumë të dobëta. fusha ~10 -14 -10 -9 T në një gamë të gjerë frekuencash. Fushat e jashtme magnetike (për shembull, T e Tokës me zhurmë T, magnet nga rrjetet elektrike dhe transporti urban) krijojnë ndërhyrje të forta në funksionimin e pajisjeve shumë të ndjeshme. magnetometrike pajisje. Reduktimi i ndikimit të magnetit fusha përcakton fuqimisht mundësinë e përcjelljes së fushave magnetike. matjet (shih, për shembull, Fushat magnetike të objekteve biologjike). Ndër metodat e M. e. më të zakonshmet janë të mëposhtmet.

Cilindri i zbrazët mbrojtës i bërë nga substanca feromagnetike me ( 1 - ext. cilindër, 2 - të brendshme sipërfaqe). Magnetike e mbetur fushë brenda cilindrit

Ekran feromagnetik- fletë, cilindër, sferë (ose çdo formë tjetër) prej materiali me të lartë përshkueshmëria magnetike m induksion i ulët i mbetur Në r dhe të vogla forca shtrënguese N s. Parimi i funksionimit të një ekrani të tillë mund të ilustrohet duke përdorur shembullin e një cilindri të zbrazët të vendosur në një fushë magnetike homogjene. fushë (fig.). Linjat e jashtme të induksionit mag. fusha B kur kaloni nga materiali mesatar në ekran, fushat e jashtme bëhen dukshëm më të dendura, dhe në zgavrën e cilindrit dendësia e linjave të induksionit zvogëlohet, d.m.th., fusha brenda cilindrit rezulton të jetë e dobësuar. Dobësimi i fushës përshkruhet nga f-loy

Ku D- diametri i cilindrit, d- trashësia e murit të saj është mag. përshkueshmëria e materialit të murit. Për të llogaritur efektivitetin e M. e. vëllimet dekom. konfigurimet shpesh përdorin skedarë

ku është rrezja e sferës ekuivalente (pothuajse vlera mesatare e dimensioneve të ekranit në tre drejtime reciproke pingule, pasi forma e ekranit ka pak efekt në efikasitetin e sistemit magnetoelektrik).

Nga formula (1) dhe (2) del se përdorimi i materialeve me fushë magnetike të lartë. pėrshkueshmėrisė [si p.sh. permalloja (36-85% Ni, pjesa e mbetur Fe dhe aditivat aliazh) ose mu-metali (72-76% Ni, 5% Cu, 2% Cr, 1% Mn, pjesa tjetër Fe)] përmirëson ndjeshëm cilësinë e ekranet (në hekur). Metoda në dukje e qartë e përmirësimit të mbrojtjes duke trashësuar murin nuk është optimale. Ekranet me shumë shtresa me boshllëqe midis shtresave funksionojnë në mënyrë më efikase, për të cilat janë koeficientët Mbrojtja është e barabartë me produktin e koeficientit. për det. shtresat. Janë ekrane me shumë shtresa (shtresa të jashtme të materialeve magnetike që janë të ngopura në vlera të larta NË, ato të brendshme - të përbëra nga permalloja ose mu-metal) përbëjnë bazën e projektimeve të dhomave të mbrojtura magnetikisht për kërkime biomagnetike, paleomagnetike etj. Duhet të theksohet se përdorimi i materialeve mbrojtëse si permalloy shoqërohet me një sërë vështirësish, veçanërisht me faktin se magnezi i tyre. vetitë nën deformim dhe që do të thotë. nxehtësia përkeqësohet, ato praktikisht nuk lejojnë saldimin, që do të thotë. kthesa dhe të tjera mekanike ngarkesat Në moderne mag. Ferromagnetët përdoren gjerësisht në ekrane. gota metalike(met syze), të afërta në magnetizëm. vetitë ndaj permalloy, por jo aq të ndjeshme ndaj mekanike ndikimet. Pëlhura, e endur nga shirita metglass, lejon prodhimin e magneteve të buta. ekranet me formë arbitrare, dhe mbrojtja me shumë shtresa me këtë material është shumë më e thjeshtë dhe më e lirë.

Ekrane prej materiali me përçueshmëri të lartë elektrike(Cu, A1, etj.) shërbejnë për të mbrojtur kundër fushave magnetike të alternuara. fusha. Gjatë ndryshimit të jashtëm mag. fushat në muret e ekranit lindin në mënyrë induktive. rrymat që mbulojnë vëllimin e mbrojtur. Magn. fusha e këtyre rrymave është e drejtuar përballë asaj të jashtme. indinjatë dhe e kompenson pjesërisht atë. Për frekuencat mbi koeficientin 1 Hz. mburojë TE rritet në raport me frekuencën:

ku - konstante magnetike, - përçueshmëria elektrike e materialit të murit, L- madhësia e ekranit, - trashësia e murit, f- frekuenca rrethore.

Magn. Ekranet e bërë nga Cu dhe A1 janë më pak efektive se ato ferromagnetike, veçanërisht në rastin e elektromagnetikëve me frekuencë të ulët. fusha, por lehtësia e prodhimit dhe kostoja e ulët shpesh i bëjnë ato më të preferueshme për përdorim.

Ekrane superpërcjellëse. Veprimi i këtij lloji të ekraneve bazohet në Efekti Meissner - zhvendosja e plotë e magnetit. fusha nga një superpërçues. Me çdo ndryshim të jashtëm mag. rrjedhin në superpërçues, lindin rryma, të cilat, në përputhje me Rregulli i Lenz-it kompensojë këto ndryshime. Ndryshe nga përçuesit e zakonshëm, superpërçuesit induktivë. rrymat nuk zbehen dhe për këtë arsye kompensojnë ndryshimin e fluksit gjatë gjithë periudhës së ekzistencës së rrymës së jashtme. fusha. Fakti që ekranet superpërçues mund të funksionojnë në temperatura shumë të ulëta dhe fusha që nuk i kalojnë ato kritike. vlerat (shih Fusha magnetike kritike),çon në vështirësi të konsiderueshme në hartimin e vëllimeve të mëdha "të ngrohta" të mbrojtura magnetikisht. Megjithatë, zbulimi oksid superpërcjellësit me temperaturë të lartë(OBC), i bërë nga J. Bednorz dhe K. Müller (J. G. Bednorz, K. A. Miiller, 1986), krijon mundësi të reja në përdorimin e magneteve superpërçues. ekranet. Me sa duket, pas tejkalimit teknologjik vështirësitë në prodhimin e SBC-ve, ekranet superpërçues do të përdoren nga materialet që bëhen superpërçues në pikën e vlimit të azotit (dhe në të ardhmen, ndoshta në temperaturat e dhomës).

Duhet të theksohet se brenda vëllimit të mbrojtur magnetikisht nga superpërcjellësi, ruhet fusha e mbetur që ekzistonte në të në momentin e kalimit të materialit të ekranit në gjendjen superpërcjellëse. Për të reduktuar këtë fushë të mbetur është e nevojshme të merret një speciale . Për shembull, transferojeni ekranin në një gjendje superpërçuese në një fushë magnetike të ulët në krahasim me atë të tokës. fushë në vëllimin e mbrojtur ose përdorni metodën e "ekraneve të fryrë", në të cilën guaska e palosur e ekranit transferohet në një gjendje superpërcjellëse dhe më pas zgjerohet. Masa të tilla bëjnë të mundur, tani për tani, reduktimin e fushave të mbetura në një vlerë prej T në vëllime të vogla të kufizuara nga ekranet superpërçues.

Mbrojtje nga ndërhyrjet aktive kryhet duke përdorur mbështjellje kompensuese që krijojnë një fushë magnetike. një fushë e barabartë në madhësi dhe e kundërt në drejtim me fushën e ndërhyrjes. Kur shtohen në mënyrë algjebrike, këto fusha anulojnë njëra-tjetrën. Naib. Njihen mbështjelljet e Helmholtz-it, të cilat janë dy mbështjellje rrethore koaksiale identike me rrymë, të ndara nga një distancë e barabartë me rrezen e mbështjelljeve. Magjim mjaft homogjen. fusha krijohet në qendër ndërmjet tyre. Për të kompensuar tre hapësira. komponentët kërkojnë të paktën tre palë mbështjellje. Ka shumë opsione për sisteme të tilla, dhe zgjedhja e tyre përcaktohet nga kërkesa specifike.

Një sistem mbrojtjeje aktive përdoret zakonisht për të shtypur interferencat me frekuencë të ulët (në intervalin e frekuencës 0-50 Hz). Një nga qëllimet e tij është kompensimi pas. mag. Fushat e Tokës, të cilat kërkojnë burime aktuale shumë të qëndrueshme dhe të fuqishme; e dyta është kompensimi për variacionet magnetike. fusha, për të cilat mund të përdoren burime më të dobëta të rrymës të kontrolluara nga sensorë magnetikë. fusha, p.sh. magnetometra ndjeshmëri të lartë - kallamar ose portat e rrjedhës. Në një masë të madhe, plotësia e kompensimit përcaktohet nga këta sensorë.

Ekziston një ndryshim i rëndësishëm midis mbrojtjes magnetike aktive. ekranet. Magn. ekranet eliminojnë zhurmën në të gjithë volumin e kufizuar nga ekrani, ndërsa mbrojtja aktive eliminon ndërhyrjen vetëm në një zonë lokale.

Të gjitha sistemet e shtypjes magnetike interferenca duhet anti-dridhje. mbrojtjes. Dridhja e ekraneve dhe sensorëve magnetikë. Vetë fusha mund të bëhet burim shtesash. ndërhyrje

Lit.: Rose-Ince A., Roderick E., Hyrje në fizikën e superpërçueshmërisë, përkth. nga anglishtja, M., 1972; Stamberger G. A., Pajisjet për krijimin e fushave magnetike të dobëta konstante, Novosibirsk, 1972; Vvedensky V.L., Ozhogin V.I., Magnetometria ultrasensitive dhe biomagnetizmi, M., 1986; Bednorz J. G., Muller K. A., Possible high high Tc superconductivity in the Ba-La-Cr-O system, "Z. Phys.", 1986, Bd 64, S. 189. S. P. Naurzakov.

Enciklopedi fizike. Në 5 vëllime. - M.: Enciklopedia Sovjetike. Kryeredaktori A. M. Prokhorov. 1988 .

Shihni se çfarë është "MBROJJA MAGNETIKE" në fjalorë të tjerë:

mbrojtje magnetike- Një gardh i bërë nga materiale magnetike që rrethon vendin e instalimit të busullës magnetike dhe redukton ndjeshëm fushën magnetike në këtë zonë. [GOST R 52682 2006] Temat e lundrimit, mbikqyrjes, pajisjeve të kontrollit EN skanimi magnetik DE... ... Udhëzues teknik i përkthyesit

mbrojtje magnetike

Mbrojtja nga fushat magnetike duke përdorur ekrane prej materialesh feromagnetike me vlera të ulëta të induksionit të mbetur dhe forcës shtrënguese, por me përshkueshmëri të lartë magnetike... Fjalori i madh enciklopedik

Mbrojtje nga fushat magnetike duke përdorur ekrane prej materialesh ferromagnetike me vlera të ulëta të induksionit të mbetur dhe forcës shtrënguese, por me përshkueshmëri të lartë magnetike. * * * MBROJTJA MAGNETIKE MBROJTJA MAGNETIKE, mbrojtje nga… … fjalor enciklopedik

Mbrojtje magnetike fusha duke përdorur ekrane ferromagnetike. materiale me vlera të ulëta të induksionit të mbetur dhe forcës shtrënguese, por me fushë magnetike të lartë. përshkueshmëria... Shkenca natyrore. fjalor enciklopedik

Termi moment në lidhje me atomet dhe bërthamat atomike mund të nënkuptojë si vijon: 1) moment rrotullimi, ose spin, 2) moment dipoli magnetik, 3) moment elektrik katërpolësh, 4) momente të tjera elektrike dhe magnetike. Tipe te ndryshme… … Enciklopedia e Collier

- (biomagnetizmi m). Aktiviteti jetësor i çdo organizmi shoqërohet me rrjedhjen e energjisë elektrike shumë të dobët brenda tij. rrymat e biokrrymave (ato lindin si pasojë e aktivitetit elektrik të qelizave, kryesisht qelizave muskulore dhe nervore). Biokrrymat gjenerojnë magnetizëm. fushë…… Enciklopedi fizike

blindage magnetique- magnetinis ekranavimas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. skanim magnetik vok. magnetische Abschirmung, f rus. mbrojtje magnetike, n pranc. blindage magnétique, m … Fizikos terminų žodynas

skanim magnetik- magnetinis ekranavimas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. skanim magnetik vok. magnetische Abschirmung, f rus. mbrojtje magnetike, n pranc. blindage magnétique, m … Fizikos terminų žodynas

magnetini ekranavimas- statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. skanim magnetik vok. magnetische Abschirmung, f rus. mbrojtje magnetike, n pranc. blindage magnétique, m … Fizikos terminų žodynas

Masat mbrojtëse kundër efekteve të MF përfshijnë kryesisht mbrojtjen dhe mbrojtjen "kohore". Ekranet duhet të jenë të mbyllura dhe të bëra nga materiale të buta magnetike. Në disa raste, mjafton të largohet punëtori nga zona e ndikimit të MF, pasi me heqjen e burimit të PMF dhe PeMF, vlerat e tyre zvogëlohen shpejt.

Si pajisje mbrojtëse personale kundër veprimit të fushave magnetike, ju mund të përdorni telekomandë të ndryshëm, pincë druri dhe manipulues të tjerë me bazë në telekomandë. Në disa raste, mund të përdoren pajisje të ndryshme bllokuese për të parandaluar që personeli të jetë në fusha magnetike me nivele induksioni më të larta se vlerat e rekomanduara.

Masa kryesore mbrojtëse është paraprake:

Është e nevojshme të shmanget qëndrimi i zgjatur (rregullisht për disa orë në ditë) në vende me nivele të larta të fushave magnetike me frekuencë industriale;

Shtrati për pushim natën duhet të mbahet sa më larg burimeve të ekspozimit të zgjatur, distanca nga kabinetet e shpërndarjes dhe kabllot e energjisë duhet të jetë 2,5 - 3 metra;

Nëse ka kabllo të panjohura, kabinete shpërndarëse, nënstacione transformatorësh brenda ose ngjitur me dhomën, largimi duhet të jetë sa më shumë që të jetë e mundur, matni nivelin e rrezatimit elektromagnetik përpara se të jetoni në një dhomë të tillë;

Kur vendosni dysheme me ngrohje elektrike, zgjidhni sisteme me një nivel të reduktuar të fushës magnetike.

Struktura e masave mbrojtëse ndaj fushave magnetike

Bibliografi:

Dovbysh V. N., Maslov M. Yu., Sdobaev M. Siguria elektromagnetike e elementeve të sistemeve energjetike.

Kudryashov Yu B., Perov Yu. Biofizika e rrezatimit: radiofrekuenca dhe rrezatimi elektromagnetik i mikrovalëve. Libër mësuesi për universitetet. - M.: FIZMATLIT, 2008.

Faqja e internetit http://ru.wikipedia.org

SanPiN 2.1.8/2.2.4.2490-09. Fushat elektromagnetike në kushtet industriale Hyrje. 2009–05–15. M.: Shtëpia botuese e standardeve, 2009.

SanPiN 2.2.2.542–96 "Kërkesat higjienike për terminalet e ekranit video, kompjuterët elektronikë personalë dhe organizimi i punës"

Apollonsky, S. M. Siguria elektromagnetike e pajisjeve teknike dhe njerëzve. Ministria e Arsimit dhe Shkencës e Rusisë. Federata, shtet arsimimi institucioni i arsimit të lartë prof. Arsimi “Universiteti Teknik Shtetëror Ekstramural Veriperëndimor”. Shën Petersburg: Shtëpia Botuese e Universitetit Teknik Veriperëndimor, 2011

Mbrojtja e fushave magnetike mund të bëhet me dy mënyra:

Mbrojtja duke përdorur materiale feromagnetike.

Mbrojtja duke përdorur rryma vorbull.

Metoda e parë zakonisht përdoret kur mbrojnë MF-të konstante dhe fushat me frekuencë të ulët. Metoda e dytë siguron efikasitet të konsiderueshëm në mbrojtjen e deputetëve me frekuencë të lartë. Për shkak të efektit sipërfaqësor, dendësia e rrymave vorbull dhe intensiteti i fushës magnetike alternative zvogëlohet në mënyrë eksponenciale kur dikush futet më thellë në metal:

Një masë e zvogëlimit të fushës dhe rrymës, e cila quhet thellësi ekuivalente e depërtimit.

Sa më e vogël të jetë thellësia e depërtimit, aq më e madhe është rryma që rrjedh në shtresat sipërfaqësore të ekranit, aq më i madh është MF i kundërt i krijuar prej tij, i cili zhvendos fushën e jashtme të burimit të ndërhyrjes nga hapësira e zënë nga ekrani. Nëse ekrani është bërë nga një material jo magnetik, atëherë efekti mbrojtës do të varet vetëm nga përçueshmëria e materialit dhe frekuenca e fushës mbrojtëse. Nëse ekrani është prej materiali ferromagnetik, atëherë, duke qenë të barabarta të gjërave të tjera, një e e madhe do të induktohet në të nga fusha e jashtme. d.s. për shkak të përqendrimit më të madh të vijave të fushës magnetike. Me të njëjtën përçueshmëri specifike të materialit, rrymat vorbulla do të rriten, gjë që do të çojë në një thellësi më të vogël depërtimi dhe një efekt më të mirë mbrojtës.

Kur zgjidhni trashësinë dhe materialin e ekranit, nuk duhet të vazhdohet nga vetitë elektrike të materialit, por të udhëhiqet nga konsideratat e forcës mekanike, peshës, ngurtësisë, rezistencës ndaj korrozionit, lehtësisë së bashkimit të pjesëve individuale dhe krijimit të kontakteve të tranzicionit midis tyre. me rezistencë të ulët, lehtësi në saldim, saldim etj.

Nga të dhënat në tabelë është e qartë se për frekuencat mbi 10 MHz, filmat e bakrit dhe veçanërisht të argjendit me trashësi rreth 0.1 mm ofrojnë një efekt të rëndësishëm mbrojtës. Prandaj, në frekuencat mbi 10 MHz, është mjaft e pranueshme të përdoren ekrane të bëra nga petë getinax ose tekstil me fije qelqi. Në frekuenca të larta, çeliku siguron një efekt më të madh mbrojtës se metalet jomagnetike. Sidoqoftë, vlen të merret në konsideratë që ekrane të tilla mund të sjellin humbje të konsiderueshme në qarqet e mbrojtura për shkak të rezistencës së lartë dhe fenomenit të histerezës. Prandaj, ekrane të tilla janë të zbatueshme vetëm në rastet kur humbjet e futjes mund të injorohen. Gjithashtu, për efikasitet më të madh të mbrojtjes, ekrani duhet të ketë më pak rezistencë magnetike se ajri, atëherë linjat e fushës magnetike priren të kalojnë përgjatë mureve të ekranit dhe të depërtojnë në hapësirën jashtë ekranit në më pak numër. Një ekran i tillë është po aq i përshtatshëm për mbrojtjen kundër ndikimit të një fushe magnetike dhe për mbrojtjen e hapësirës së jashtme nga ndikimi i një fushe magnetike të krijuar nga një burim brenda ekranit.

Ka shumë lloje çeliku dhe aliazh të përhershëm me vlera të ndryshme të përshkueshmërisë magnetike, kështu që thellësia e depërtimit duhet të llogaritet për secilin material. Llogaritja bëhet duke përdorur ekuacionin e përafërt:

1) Mbrojtja nga fusha magnetike e jashtme

Linjat e forcës magnetike të fushës magnetike të jashtme (vijat e induksionit të fushës magnetike të interferencës) do të kalojnë kryesisht nëpër trashësinë e mureve të ekranit, i cili ka rezistencë të ulët magnetike në krahasim me rezistencën e hapësirës brenda ekranit. Si rezultat, fusha e jashtme magnetike e ndërhyrjes nuk do të ndikojë në mënyrën e funksionimit të qarkut elektrik.

2) Mbrojtja e fushës tuaj magnetike

Një mbrojtje e tillë përdoret nëse detyra është mbrojtja e qarqeve elektrike të jashtme nga efektet e fushës magnetike të krijuar nga rryma e spirales. Induktanca L, pra kur është e nevojshme të lokalizohet praktikisht interferenca e krijuar nga induktiviteti L, atëherë ky problem zgjidhet duke përdorur një ekran magnetik, siç tregohet skematikisht në figurë. Këtu, pothuajse të gjitha linjat e fushës së spirales së induktorit do të mbyllen përmes trashësisë së mureve të ekranit, pa shkuar përtej tyre për faktin se rezistenca magnetike e ekranit është shumë më e vogël se rezistenca e hapësirës përreth.

3) Ekran i dyfishtë

Në një ekran magnetik të dyfishtë, mund të imagjinohet se një pjesë e linjave magnetike të forcës që shtrihen përtej trashësisë së mureve të një ekrani do të mbyllen përmes trashësisë së mureve të ekranit të dytë. Në të njëjtën mënyrë, mund të imagjinohet veprimi i një ekrani magnetik të dyfishtë kur lokalizon ndërhyrjen magnetike të krijuar nga një element i një qarku elektrik të vendosur brenda ekranit të parë (të brendshëm): pjesa më e madhe e linjave të fushës magnetike (linjat e shpërndarjes magnetike) do të mbyllet. nëpër muret e ekranit të jashtëm. Sigurisht, në ekranet e dyfishta trashësia e murit dhe distanca ndërmjet tyre duhet të zgjidhen në mënyrë racionale.

Koeficienti i përgjithshëm i mbrojtjes arrin madhësinë e tij më të madhe në rastet kur trashësia e mureve dhe hendeku midis ekraneve rritet në proporcion me distancën nga qendra e ekranit, dhe vlera e hendekut është mesatarja gjeometrike e trashësisë së murit të ekranet ngjitur. Në këtë rast, koeficienti i mbrojtjes është:

L = 20 lg (H/Ne)

Prodhimi i ekraneve të dyfishta në përputhje me këtë rekomandim është praktikisht i vështirë për arsye teknologjike. Është shumë më e përshtatshme të zgjidhni një distancë midis predhave ngjitur me hendekun e ajrit të ekraneve që është më e madhe se trashësia e ekranit të parë, afërsisht e barabartë me distancën midis pirgut të ekranit të parë dhe skajit të qarkut të mbrojtur. element (për shembull, një spirale induktore). Zgjedhja e një ose një tjetër trashësie të mureve të mburojës magnetike nuk mund të bëhet e paqartë. Përcaktohet trashësia racionale e murit. materiali i ekranit, frekuenca e interferencës dhe koeficienti i specifikuar i mbrojtjes. Është e dobishme të merret parasysh sa vijon.

1. Me rritjen e frekuencës së interferencës (frekuenca e fushës magnetike alternative të interferencës), përshkueshmëria magnetike e materialeve zvogëlohet dhe shkakton një ulje të vetive mbrojtëse të këtyre materialeve, pasi me uljen e përshkueshmërisë magnetike, rezistenca ndaj fluksit magnetik. ofruar nga ekrani rritet. Si rregull, ulja e përshkueshmërisë magnetike me rritjen e frekuencës është më intensive për ato materiale magnetike që kanë përshkueshmërinë magnetike fillestare më të lartë. Për shembull, fletë çeliku elektrik me një përshkueshmëri të ulët fillestare magnetike ndryshon pak në vlerën e jx me rritjen e frekuencës, dhe permalloy, e cila ka vlera fillestare të mëdha të përshkueshmërisë magnetike, është shumë e ndjeshme ndaj një rritje të frekuencës së fushës magnetike. ; përshkueshmëria e tij magnetike bie ndjeshëm me frekuencën.

2. Në materialet magnetike të ekspozuara ndaj ndërhyrjeve të fushës magnetike me frekuencë të lartë, efekti i sipërfaqes manifestohet dukshëm, d.m.th., zhvendosja e fluksit magnetik në sipërfaqen e mureve të ekranit, duke shkaktuar një rritje të rezistencës magnetike të ekranit. Në kushte të tilla duket pothuajse e padobishme të rritet trashësia e mureve të ekranit përtej atyre të zëna nga fluksi magnetik në një frekuencë të caktuar. Ky përfundim është i pasaktë, sepse një rritje në trashësinë e murit çon në një ulje të rezistencës magnetike të ekranit edhe në prani të një efekti sipërfaqësor. Në këtë rast, ndryshimi i përshkueshmërisë magnetike duhet të merret parasysh në të njëjtën kohë. Meqenëse fenomeni i efektit sipërfaqësor në materialet magnetike zakonisht fillon të ndikojë në vetvete më shumë sesa ulja e përshkueshmërisë magnetike në rajonin me frekuencë të ulët, ndikimi i të dy faktorëve në zgjedhjen e trashësisë së murit të ekranit do të jetë i ndryshëm në intervale të ndryshme frekuencash. interferenca magnetike. Si rregull, ulja e vetive mbrojtëse me rritjen e frekuencës së ndërhyrjes është më e theksuar në ekranet e bëra nga materiale me përshkueshmëri të lartë magnetike fillestare. Karakteristikat e mësipërme të materialeve magnetike ofrojnë bazën për rekomandime për zgjedhjen e materialeve dhe trashësinë e murit të ekraneve magnetike. Këto rekomandime mund të përmblidhen si më poshtë:

A) ekranet prej çeliku të zakonshëm elektrik (transformator), të cilët kanë një përshkueshmëri të ulët fillestare magnetike, mund të përdoren nëse është e nevojshme për të siguruar koeficientë të ulët mbrojtës (Ke 10); ekrane të tillë ofrojnë një koeficient pothuajse konstant mbrojtës mbi një brez mjaft të gjerë frekuencash, deri në disa dhjetëra kilohertz; trashësia e ekraneve të tilla varet nga frekuenca e ndërhyrjes, dhe sa më e ulët të jetë frekuenca, aq më e madhe është trashësia e ekranit që kërkohet; për shembull, me një frekuencë të fushës së ndërhyrjes magnetike prej 50-100 Hz, trashësia e mureve të ekranit duhet të jetë afërsisht 2 mm; nëse kërkohet një rritje në koeficientin e mbrojtjes ose një trashësi më e madhe e ekranit, atëherë këshillohet të përdorni disa shtresa mbrojtëse (ekrane të dyfishta ose të trefishta) me trashësi më të vogël;

B) Këshillohet përdorimi i ekraneve të bëra nga materiale magnetike me përshkueshmëri të lartë fillestare (për shembull, permalloy) nëse është e nevojshme të sigurohet një koeficient i madh mbrojtës (Ke > 10) në një brez frekuencash relativisht të ngushtë dhe nuk këshillohet të zgjidhni trashësia e secilës guaskë të ekranit magnetik më shumë se 0,3-0,4 mm; efekti mbrojtës i ekraneve të tilla fillon të ulet ndjeshëm në frekuencat mbi disa qindra ose mijëra herc, në varësi të përshkueshmërisë fillestare të këtyre materialeve.

Gjithçka që u tha më lart për mburojat magnetike është e vërtetë për fushat e dobëta të ndërhyrjes magnetike. Nëse ekrani ndodhet afër burimeve të fuqishme të ndërhyrjes dhe në të lindin flukse magnetike me induksion të lartë magnetik, atëherë, siç dihet, është e nevojshme të merret parasysh ndryshimi i përshkueshmërisë dinamike magnetike në varësi të induksionit; Është gjithashtu e nevojshme të merren parasysh humbjet në trashësinë e ekranit. Në praktikë, burime të tilla të forta të fushave të ndërhyrjeve magnetike, në të cilat duhet të merret parasysh efekti i tyre në ekran, nuk hasen, me përjashtim të disa rasteve të veçanta që nuk parashikojnë praktikë radioamatore dhe kushte normale funksionimi për gjerësisht. radio pajisje të përdorura.

Test

1. Kur përdorni mbrojtje magnetike, ekrani duhet:
1) Kanë më pak rezistencë magnetike se ajri
2) kanë rezistencë magnetike të barabartë me ajrin
3) kanë rezistencë magnetike më të madhe se ajri

2. Gjatë mbrojtjes së fushës magnetike Tokëzimi i mburojës:
1) Nuk ndikon në efektivitetin e mbrojtjes
2) Rrit efikasitetin e mbrojtjes magnetike
3) Redukton efektivitetin e mbrojtjes magnetike

3. Në frekuenca të ulëta (<100кГц) эффективность магнитного экранирования зависит от:
a) Trashësia e ekranit, b) Përshkueshmëria magnetike e materialit, c) Largësia ndërmjet ekranit dhe qarqeve të tjera magnetike.
1) Vetëm a dhe b janë të sakta
2) Vetëm b dhe c janë të vërteta
3) Vetëm a dhe c janë të vërteta
4) Të gjitha opsionet janë të sakta

4. Mbrojtja magnetike në frekuenca të ulëta përdor:
1) Bakri
2) Alumini
3) Permalloy.

5. Mbrojtja magnetike në frekuenca të larta përdor:
1) Hekuri
2) Permalloy
3) Bakri

6. Në frekuenca të larta (>100 kHz), efektiviteti i mbrojtjes magnetike nuk varet nga:
1) Trashësia e ekranit

2) Përshkueshmëria magnetike e materialit
3) Distancat midis ekranit dhe qarqeve të tjera magnetike.

Literatura e përdorur:

2. Semenenko, V. A. Siguria e informacionit / V. A. Semenenko - Moskë, 2008.

3. Yarochkin, V. I. Siguria e informacionit / V. I. Yarochkin - Moskë, 2000.

4. Demirchan, K. S. Bazat teorike të inxhinierisë elektrike, vëllimi III / K. S. Demirchan S.-P, 2003.

Dy metoda përdoren për të mbrojtur fushën magnetike:

Metoda e anashkalimit;

Metoda e fushës magnetike të ekranit.

Le të hedhim një vështrim më të afërt në secilën nga këto metoda.

Metoda e shuntimit të një fushe magnetike me një ekran.

Metoda e kalimit të një fushe magnetike me një ekran përdoret për të mbrojtur kundër një fushe magnetike alternative të vazhdueshme dhe që ndryshon ngadalë. Ekranet janë bërë nga materiale feromagnetike me depërtim të lartë magnetik relativ (çelik, permalloy). Nëse ka një ekran, linjat e induksionit magnetik kalojnë kryesisht përgjatë mureve të tij (Figura 8.15), të cilat kanë rezistencë të ulët magnetike në krahasim me hapësirën ajrore brenda ekranit. Cilësia e mbrojtjes varet nga përshkueshmëria magnetike e mburojës dhe rezistenca e qarkut magnetik, d.m.th. Sa më i trashë të jetë ekrani dhe sa më pak qepje dhe nyje të lëvizin tërthor me drejtimin e linjave të induksionit magnetik, efikasiteti i mbrojtjes do të jetë më i lartë.

Metoda e zhvendosjes së një fushe magnetike nga një ekran.

Metoda e zhvendosjes së një fushe magnetike nga një ekran përdoret për të ekranizuar fushat magnetike të alternuara me frekuencë të lartë. Në këtë rast përdoren ekrane të bëra nga metale jomagnetike. Mbrojtja bazohet në fenomenin e induksionit. Këtu dukuria e induksionit është e dobishme.

Le të vendosim një cilindër bakri në rrugën e një fushe magnetike uniforme alternative (Figura 8.16a). ED të ndryshueshme do të ngacmohen në të, të cilat, nga ana tjetër, do të krijojnë rryma vorbulla induktive alternative (rrymat Foucault). Fusha magnetike e këtyre rrymave (Figura 8.16b) do të jetë e mbyllur; brenda cilindrit do të drejtohet drejt fushës emocionuese, dhe jashtë saj - në të njëjtin drejtim si fusha emocionuese. Fusha që rezulton (Figura 8.16, c) rezulton të jetë e dobësuar pranë cilindrit dhe e forcuar jashtë tij, d.m.th. fusha zhvendoset nga hapësira e zënë nga cilindri, që është efekti i tij mbrojtës, i cili do të jetë më efektiv sa më i ulët të jetë rezistenca elektrike e cilindrit, d.m.th. aq më të mëdha janë rrymat vorbull që rrjedhin nëpër të.

Falë efektit sipërfaqësor ("efekti i lëkurës"), dendësia e rrymave vorbull dhe intensiteti i fushës magnetike alternative zvogëlohet në mënyrë eksponenciale ndërsa njeriu shkon më thellë në metal.

, (8.5)

Ku (8.6)

– tregues i uljes së fushës dhe rrymës, i cili quhet thellësi ekuivalente e depërtimit.

Këtu është përshkueshmëria relative magnetike e materialit;

– përshkueshmëria magnetike e vakumit, e barabartë me 1,25*10 8 g*cm -1;

– rezistenca e materialit, Ohm*cm;

- frekuenca Hz.

Vlera e thellësisë ekuivalente të depërtimit është e përshtatshme për të karakterizuar efektin mbrojtës të rrymave vorbull. Sa më i vogël x0, aq më e madhe është fusha magnetike që krijojnë, e cila zhvendos fushën e jashtme të burimit të marrjes nga hapësira e zënë nga ekrani.

Për një material jomagnetik në formulën (8.6) =1, efekti mbrojtës përcaktohet vetëm nga dhe . Po sikur ekrani të jetë prej materiali ferromagnetik?

Nëse ato janë të barabarta, efekti do të jetë më i mirë, pasi >1 (50..100) dhe x 0 do të jetë më i vogël.

Pra, x 0 është një kriter për efektin mbrojtës të rrymave vorbull. Është me interes të vlerësohet se sa herë densiteti i rrymës dhe forca e fushës magnetike bëhen më të ulëta në thellësi x 0 në krahasim me atë që janë në sipërfaqe. Për ta bërë këtë, ne zëvendësojmë x = x 0 në formulën (8.5), pastaj

nga e cila mund të shihet se në një thellësi prej x 0, dendësia e rrymës dhe forca e fushës magnetike bien me e herë, d.m.th. në një vlerë prej 1/2.72, që është 0.37 e densitetit dhe tensionit në sipërfaqe. Që nga dobësimi i fushës është vetëm 2.72 herë në thellësi x 0 nuk mjafton për të karakterizuar materialin mbrojtës, më pas përdorni dy vlera të tjera të thellësisë së depërtimit x 0.1 dhe x 0.01, të cilat karakterizojnë rënien e densitetit të rrymës dhe tensionit të fushës me 10 dhe 100 herë nga vlerat e tyre në sipërfaqe.

Le të shprehim vlerat x 0.1 dhe x 0.01 përmes vlerës x 0 për këtë, bazuar në shprehjen (8.5), krijojmë ekuacionin

DHE ,

pasi kemi vendosur se çfarë marrim

x 0,1 =x 0 ln10=2,3x 0 ; (8.7)

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

Bazuar në formulat (8.6) dhe (8.7) për materiale të ndryshme mbrojtëse, në literaturë jepen vlerat e thellësisë së depërtimit. Për qartësi, të njëjtat të dhëna i paraqesim në formën e tabelës 8.1.

Tabela tregon se për të gjitha frekuencat e larta, duke filluar nga diapazoni i valëve të mesme, një ekran i bërë nga çdo metal me trashësi 0.5..1.5 mm është shumë efektiv. Kur zgjidhni trashësinë dhe materialin e ekranit, nuk duhet të vazhdoni nga vetitë elektrike të materialit, por të udhëhiqeni nga konsiderata të forcës mekanike, ngurtësisë, rezistencës ndaj korrozionit, lehtësisë së bashkimit të pjesëve individuale dhe bërjes së kontakteve të tranzicionit me rezistencë të ulët ndërmjet tyre, lehtësisë së saldimit, saldimit, etj.

Nga të dhënat e tabelës rezulton se për frekuenca më të mëdha se 10 MHz, një film prej bakri dhe aq më tepër prej argjendi, me një trashësi më të vogël se 0,1 mm jep një efekt të rëndësishëm mbrojtës.. Prandaj, në frekuencat mbi 10 MHz, është mjaft e pranueshme të përdoren ekrane të bëra nga petë getinax ose material tjetër izolues me një shtresë bakri ose argjendi të aplikuar në të.

Çeliku mund të përdoret si ekrane, por duhet të mbani mend se për shkak të rezistencës së lartë dhe fenomenit të histerezës, një ekran çeliku mund të sjellë humbje të konsiderueshme në qarqet mbrojtëse.

Si mund të bëni që dy magnet pranë njëri-tjetrit të mos e ndjejnë praninë e njëri-tjetrit? Çfarë materiali duhet vendosur ndërmjet tyre në mënyrë që vijat e fushës magnetike nga një magnet të mos arrijnë te magneti i dytë?

Kjo pyetje nuk është aq e parëndësishme sa mund të duket në shikim të parë. Ne duhet të izolojmë vërtet dy magnet. Kjo do të thotë, në mënyrë që këta dy magnet të mund të rrotullohen ndryshe dhe të lëvizin ndryshe në lidhje me njëri-tjetrin dhe megjithatë, në mënyrë që secili nga këta magnet të sillet sikur të mos kishte magnet tjetër afër. Prandaj, çdo truk që përfshin vendosjen e një magneti të tretë ose ferromagnetit afër për të krijuar një konfigurim të veçantë të fushave magnetike me kompensimin e të gjitha fushave magnetike në një pikë të caktuar nuk funksionon në parim.

Diamagnetike???

Ndonjëherë ata gabimisht mendojnë se një izolant i tillë i fushës magnetike mund të shërbejë diamagnetike. Por kjo nuk është e vërtetë. Një material diamagnetik në fakt dobëson fushën magnetike. Por ajo e dobëson fushën magnetike vetëm në trashësinë e vetë diamagnetikes, brenda diamagnetikes. Për shkak të kësaj, shumë njerëz gabimisht mendojnë se nëse një ose të dy magnet janë të zhytur në një pjesë të materialit diamagnetik, atëherë tërheqja ose zmbrapsja e tyre do të dobësohet.

Por kjo nuk është një zgjidhje për problemin. Së pari, linjat e fushës së një magneti do të arrijnë akoma në një magnet tjetër, domethënë, fusha magnetike zvogëlohet vetëm në trashësinë e diamagnetikes, por nuk zhduket plotësisht. Së dyti, nëse magnetët janë të zhytur në trashësinë e materialit diamagnetik, atëherë ne nuk mund t'i lëvizim ose rrotullojmë ato në lidhje me njëri-tjetrin.

Dhe nëse thjesht bëni një ekran të sheshtë nga një material diamagnetik, atëherë ky ekran do të transmetojë një fushë magnetike përmes vetvetes. Për më tepër, pas këtij ekrani fusha magnetike do të jetë saktësisht e njëjtë sikur të mos ekzistonte fare ky ekran diamagnetik.

Kjo sugjeron që edhe magnetët e futur në një material diamagnetik nuk do të përjetojnë një dobësim të fushës magnetike të njëri-tjetrit. Në fakt, aty ku ndodhet magneti me mure, thjesht nuk ka material diamagnetik drejtpërdrejt në vëllimin e këtij magneti. Dhe meqenëse nuk ka asnjë material diamagnetik ku ndodhet magneti me mure, kjo do të thotë që të dy magnetët me mur në të vërtetë ndërveprojnë me njëri-tjetrin në të njëjtën mënyrë sikur të mos ishin të murosur në materialin diamagnetik. Materiali diamagnetik rreth këtyre magneteve është po aq i padobishëm sa mburoja e sheshtë diamagnetike midis magneteve.

Diamagnetike ideale

Ne kemi nevojë për një material që nuk do të lejojë fare linjat e fushës magnetike të kalojnë nëpër vetvete. Është e nevojshme që linjat e fushës magnetike të shtyhen nga një material i tillë. Nëse linjat e fushës magnetike kalojnë nëpër një material, atëherë, pas një ekrani të bërë nga një material i tillë, ato rikthen plotësisht të gjithë forcën e tyre. Kjo rrjedh nga ligji i ruajtjes së fluksit magnetik.

Në një material diamagnetik, dobësimi i fushës magnetike të jashtme ndodh për shkak të fushës magnetike të brendshme të induktuar. Kjo fushë magnetike e induktuar krijohet nga rrymat rrethore të elektroneve brenda atomeve. Kur një fushë magnetike e jashtme është e ndezur, elektronet në atome duhet të fillojnë të lëvizin rreth linjave të forcës së fushës magnetike të jashtme. Kjo lëvizje rrethore e induktuar e elektroneve në atome krijon një fushë magnetike shtesë, e cila gjithmonë drejtohet kundër fushës magnetike të jashtme. Prandaj, fusha magnetike totale brenda diamagnetikes bëhet më e vogël se jashtë.

Por kompensimi i plotë i fushës së jashtme për shkak të fushës së brendshme të induktuar nuk ndodh. Nuk ka fuqi të mjaftueshme të rrymës rrethore në atomet diamagnetike për të krijuar saktësisht të njëjtën fushë magnetike si fusha magnetike e jashtme. Prandaj, linjat e forcës së fushës magnetike të jashtme mbeten në trashësinë e materialit diamagnetik. Fusha magnetike e jashtme, si të thuash, "shpton" materialin diamagnetik përmes dhe përmes.

Materiali i vetëm që i shtyn linjat e fushës magnetike jashtë vetvetes është një superpërçues. Në një superpërçues, një fushë magnetike e jashtme shkakton rryma rrethore rreth linjave të fushës së jashtme që krijojnë një fushë magnetike të drejtuar në të kundërt saktësisht të barabartë me fushën magnetike të jashtme. Në këtë kuptim, një superpërçues është një diamagnetik ideal.

Në sipërfaqen e një superpërçuesi, vektori i forcës së fushës magnetike është gjithmonë i drejtuar përgjatë kësaj sipërfaqeje, tangjenciale me sipërfaqen e trupit superpërçues. Në sipërfaqen e një superpërçuesi, vektori i fushës magnetike nuk ka një komponent të drejtuar pingul me sipërfaqen e superpërçuesit. Prandaj, linjat e fushës magnetike gjithmonë përkulen rreth një trupi superpërçues të çdo forme.

Përkulja e një superpërçuesi nga linjat e fushës magnetike

Por kjo nuk do të thotë aspak se nëse një ekran superpërçues vendoset midis dy magneteve, do ta zgjidhë problemin. Fakti është se linjat e fushës magnetike të magnetit do të shkojnë në një magnet tjetër, duke anashkaluar ekranin e superpërçuesit. Prandaj, një ekran i sheshtë superpërcjellës vetëm do të dobësojë ndikimin e magneteve mbi njëri-tjetrin.

Ky dobësim i ndërveprimit midis dy magneteve do të varet nga sa është rritur gjatësia e vijës së fushës që lidh dy magnetët me njëri-tjetrin. Sa më e madhe të jetë gjatësia e linjave të fushës lidhëse, aq më pak ndërveprim midis dy magneteve me njëri-tjetrin.

Ky është saktësisht i njëjti efekt sikur të rrisni distancën midis magneteve pa asnjë ekran superpërçues. Nëse rritni distancën midis magneteve, atëherë rriten edhe gjatësitë e vijave të fushës magnetike.

Kjo do të thotë se për të rritur gjatësinë e linjave të energjisë që lidhin dy magnet duke anashkaluar ekranin superpërçues, është e nevojshme të rriten dimensionet e këtij ekrani të sheshtë si në gjatësi ashtu edhe në gjerësi. Kjo do të çojë në një rritje të gjatësisë së linjave të energjisë anashkaluese. Dhe sa më të mëdha të jenë dimensionet e ekranit të sheshtë në krahasim me distancën midis magneteve, aq më pak ndërveprimi midis magneteve bëhet.

Ndërveprimi midis magneteve zhduket plotësisht vetëm kur të dy dimensionet e ekranit të sheshtë superpërçues bëhen të pafund. Ky është një analog i situatës kur magnetët u ndanë në një distancë pafundësisht të madhe, dhe për këtë arsye gjatësia e linjave të fushës magnetike që lidhin ato u bë e pafundme.

Teorikisht, kjo, natyrisht, e zgjidh plotësisht problemin. Por në praktikë nuk mund të bëjmë një ekran të sheshtë superpërcjellës me përmasa të pafundme. Do të doja të kisha një zgjidhje të tillë që mund të zbatohej në praktikë në laborator ose në prodhim. (Nuk po flasim më për kushte të përditshme, pasi është e pamundur të bësh një superpërçues në jetën e përditshme.)

Ndarja e hapësirës me superpërçues

Përndryshe, një ekran i sheshtë me dimensione pafundësisht të mëdha mund të interpretohet si ndarje e të gjithë hapësirës tredimensionale në dy pjesë që nuk janë të lidhura me njëra-tjetrën. Por nuk është vetëm një ekran i sheshtë me përmasa të pafundme që mund ta ndajë hapësirën në dy pjesë. Çdo sipërfaqe e mbyllur gjithashtu e ndan hapësirën në dy pjesë, vëllimin brenda sipërfaqes së mbyllur dhe vëllimin jashtë sipërfaqes së mbyllur. Për shembull, çdo sferë e ndan hapësirën në dy pjesë: topin brenda sferës dhe gjithçka jashtë.

Prandaj, një sferë superpërcjellëse është një izolues ideal i një fushe magnetike. Nëse vendosni një magnet në një sferë të tillë superpërçuese, atëherë asnjë instrument nuk mund të zbulojë nëse ka një magnet brenda kësaj sfere apo jo.

Dhe, anasjelltas, nëse vendoseni brenda një sfere të tillë, atëherë fushat e jashtme magnetike nuk do të veprojnë mbi ju. Për shembull, fusha magnetike e Tokës nuk mund të zbulohet brenda një sfere të tillë superpërçuese nga asnjë instrument. Brenda një sfere të tillë superpërçuese, do të jetë e mundur të zbulohet vetëm fusha magnetike nga ato magnete që do të ndodhen gjithashtu brenda kësaj sfere.

Kështu, në mënyrë që dy magnet të mos ndërveprojnë me njëri-tjetrin, njëri nga këta magnet duhet të vendoset brenda sferës superpërçuese dhe i dyti duhet të lihet jashtë. Atëherë fusha magnetike e magnetit të parë do të përqendrohet plotësisht brenda sferës dhe nuk do të shkojë përtej kufijve të kësaj sfere. Prandaj, magneti i dytë nuk do të ndjejë praninë e të parit. Po kështu, fusha magnetike e magnetit të dytë nuk do të jetë në gjendje të depërtojë brenda sferës superpërçuese. Prandaj, magneti i parë nuk do të ndiejë praninë e ngushtë të magnetit të dytë.

Më në fund, ne mund t'i rrotullojmë dhe lëvizim të dy magnetet në lidhje me njëri-tjetrin sipas dëshirës. Vërtetë, magneti i parë është i kufizuar në lëvizjet e tij nga rrezja e sferës superpërçuese. Por vetëm kështu duket. Në fakt, bashkëveprimi i dy magneteve varet vetëm nga pozicioni i tyre relativ dhe nga rrotullimet e tyre rreth qendrës së gravitetit të magnetit përkatës. Prandaj, mjafton të vendosni qendrën e gravitetit të magnetit të parë në qendër të sferës dhe të vendosni origjinën e koordinatave atje në qendër të sferës. Të gjitha opsionet e mundshme për vendndodhjen e magneteve do të përcaktohen vetëm nga të gjitha opsionet e mundshme për vendndodhjen e magnetit të dytë në lidhje me magnetin e parë dhe këndet e tyre të rrotullimit rreth qendrave të tyre të masës.

Natyrisht, në vend të një sfere, mund të merrni çdo formë tjetër sipërfaqësore, për shembull, një elipsoid ose një sipërfaqe në formë kutie, etj. Sikur ta ndante hapësirën në dy pjesë. Kjo do të thotë, nuk duhet të ketë një vrimë në këtë sipërfaqe përmes së cilës mund të kalojë një linjë elektrike për të lidhur magnetin e brendshëm dhe të jashtëm.