Çoğu ölçüm cihazı dönüştürücüsünün çalışma prensibi, elektrik ve manyetik enerjilerin dönüşümüne dayanır; bu nedenle, yakındaki kaynaklar tarafından ölçüm cihazlarının içinde indüklenen elektrik ve manyetik alanlar, ölçüm cihazındaki elektrik ve manyetik enerjinin dönüşümünün doğasını bozar. Cihazların hassas elemanlarını iç ve dış elektrik ve manyetik alanların etkisinden korumak için ekranlama kullanılır.

Uzayın herhangi bir bölgesinin manyetik kalkanlanması derken, bu bölgedeki manyetik alanın yumuşak manyetik malzemelerden yapılmış bir kabukla sınırlandırılarak zayıflatılması kastedilmektedir. Pratikte, kabuğa bir manyetik alan kaynağı yerleştirildiğinde başka bir koruma yöntemi de kullanılır, böylece ikincisinin çevreye yayılması sınırlanır.

Ekranlamanın temelleri, elektrik ve manyetik alanların yayılma teorisine dayanmaktadır. Yayılan enerji bir elektromanyetik alan tarafından iletilir. Bir alan zamanla değiştiğinde, onun elektrik ve manyetik bileşenleri aynı anda mevcut olur ve bunlardan biri diğerinden daha büyük olabilir. Elektrik bileşeni daha büyükse alan elektrik olarak kabul edilir; manyetik bileşen daha büyükse alan manyetik olarak kabul edilir. Tipik olarak alan, kaynağının yakınında, dalga boyu mesafesinde belirgin bir karaktere sahiptir. Boş uzayda, enerji kaynağından büyük bir mesafede (dalga boyuna göre), alanın her iki bileşeni de eşit miktarda enerjiye sahiptir. Ek olarak, elektromanyetik alanda bulunan herhangi bir iletken mutlaka enerjiyi tekrar emer ve yayar, bu nedenle böyle bir iletkenden küçük mesafelerde bile enerjinin nispi dağılımı, enerjinin boş alandaki dağılımından farklıdır.

Alanın elektrik (elektrostatik) bileşeni iletken üzerindeki voltaja, manyetik (elektromanyetik) bileşen ise akıma karşılık gelir. Belirli bir elektrik devresinin bir veya başka bir koruma derecesine olan ihtiyacın belirlenmesi ve ayrıca bir veya başka bir koruma tipinin yeterliliğinin belirlenmesi neredeyse teknik hesaplamanın ötesindedir, çünkü bireysel basit problemlerin teorik çözümlerinin karmaşık için kabul edilemez olduğu ortaya çıkmaktadır. Çok çeşitli yönlerde elektromanyetik enerji yayan, rastgele yerleştirilmiş elementlerden oluşan elektrik devreleri. Ekranı hesaplamak için tüm bu bireysel radyasyonların etkisinin hesaba katılması gerekir ki bu imkansızdır. Bu nedenle, bu alanda çalışan bir tasarımcının, her bir koruyucu parçanın fiziksel eylemini, bunun ekran parçaları kompleksindeki göreceli önemini ve ekranın etkinliğine ilişkin yaklaşık hesaplamaları yapabilme becerisini net bir şekilde anlaması gerekir.

Çalışma prensibine göre elektrostatik, manyetostatik ve elektromanyetik ekranlar ayırt edilir.

Metal bir ekranın ekranlama etkisi iki nedenden dolayı belirlenir: alanın ekrandan yansıması ve alanın metalden geçerken zayıflaması. Bu olayların her biri birbirinden bağımsızdır ve ayrı ayrı ele alınmalıdır; ancak genel koruma etkisi her ikisinin de sonucudur.

Elektrostatik koruma, ekranın metal kütlesinin yüzeyindeki bir elektrik alanının kapatılması ve elektrik yüklerinin cihaz gövdesine aktarılmasından oluşur (Şekil 1.).

Elektrik alanı oluşturan A yapı elemanı ile bu alanın etkisinin zararlı olduğu B elemanı arasına ürünün gövdesine (toprağı) bağlanan bir B ekranı yerleştirilirse elektrik enerjisini kesecektir. B elemanını A elemanının zararlı etkisinden koruyan çizgiler. Sonuç olarak, elektrik alanı çok ince bir metal tabakasıyla bile güvenilir bir şekilde korunabilir.

İndüklenen yükler ekranın dış yüzeyinde bulunur, böylece ekran içindeki elektrik alanı sıfır olur.

Manyetostatik ekranlama, manyetik geçirgenliği arttıran manyetik alanın ekranın kalınlığında kapatılmasına dayanmaktadır. Ekran malzemesinin, ortamın manyetik geçirgenliğinden önemli ölçüde daha yüksek bir manyetik geçirgenliğe sahip olması gerekir. Manyetostatik ekranın çalışma prensibi Şekil 2'de gösterilmektedir.

Yapısal bir eleman (bu durumda bir tel) tarafından oluşturulan manyetik akı, düşük manyetik direnci nedeniyle manyetik kalkanın duvarlarında kapatılır. Böyle bir ekranın manyetik geçirgenliği ve kalınlığı ne kadar büyük olursa, böyle bir ekranın etkinliği de o kadar büyük olur.

Manyetostatik bir ekran yalnızca sabit bir alanda veya alandaki düşük frekans değişim aralığında kullanılır.

Elektromanyetik ekranlama, alternatif bir manyetik alanın, ekranın iletken malzemesinin kalınlığında ve yüzeyinde indüklenen girdap akımları ile etkileşimine dayanır. Elektromanyetik korumanın prensibi Şekil 2'de gösterilmektedir. 3. Düzgün bir manyetik akı yoluna bir bakır silindir (ekran) yerleştirilirse, içinde alternatif indüklenen girdap akımları yaratacak olan alternatif E.M.F uyarılacaktır. Bu akımların manyetik alanı kapanacaktır (Şekil 3b); silindirin içinde heyecan verici alana doğru, dışında ise heyecan verici alanla aynı yönde yönlendirilecektir. Ortaya çıkan alanın silindirin içinde zayıfladığı (Şekil 3c) ve dışında güçlendirildiği ortaya çıkıyor, yani. Yer değiştirme, silindirin kapladığı alandan meydana gelir ve bu da onun koruyucu etkisidir.

Elektromanyetik korumanın verimliliği, ters alanın artmasıyla artar; silindirden akan girdap akımları ne kadar büyük olursa bu da o kadar büyük olur; Silindirin elektrik iletkenliği ne kadar büyük olursa.

Manyetik alanın bir metal tarafından zayıflatılması hesaplanabilir. Ekranın kalınlığı, girdap akımı katsayısı ve ekran malzemesinin alan frekansı, manyetik geçirgenliği ve iletkenliğinin çarpımının karekökü ile orantılıdır.

Ürün elemanlarını manyetostatik ve elektromanyetik kalkanlarla korurken, cihaz gövdesine güvenli bir şekilde bağlanması durumunda elektrostatik kalkan olarak da etkili olacağı dikkate alınmalıdır.

Ekipman, aletler ve araçlar

İşi yaparken aşağıdakiler kullanılır: elektromanyetik alan oluşturmak için kurulum; özel form sinyal üreteci G6-26; elektromanyetik alan gücünü tahmin etmek için ölçüm bobini; osiloskop S1-64; voltmetre; çeşitli malzemelerden yapılmış bir dizi ekran.

Sinüs dalgası sinyali, bir düşürücü transformatör aracılığıyla tesisin sinyal üretecinden sağlanır. Ölçüm bobinini (5) osiloskopa ve elektromanyetik alan uyarma bobinini (1) sinyal jeneratörlerine bağlamak için, kurulumun tabanına (3) terminal soketleri (6 ve 7) sabitlenir. Kurulum, geçiş anahtarı (8) ile açılır.

Koruyucu malzemeyi karakterize etmek için, iki penetrasyon derinliği değeri daha kullanılır: x 0,1, x 0,01, alan kuvveti yoğunluğundaki (delik) yüzeyindeki değerden 10 ve 100 kat azalmayı karakterize eder

çeşitli malzemeler için referans tablolarında verilmiştir. Tablo 2'de bakır, alüminyum, çelik ve permalloy için x0, x0,1, x0,01 değerleri gösterilmektedir.

Bir kalkan malzemesi seçerken Şekil 4'teki grafiklerde gösterilen ekranlama verimlilik eğrilerini kullanmak uygundur.

Manyetik kalkanlar için alaşımların özellikleri

Manyetik geçirgenliği yüksek olan alaşımlar, zayıf alanlardaki manyetik ekranların malzemesi olarak kullanılır. Manyetik geçirgenliği yüksek olan dövülebilir alaşımlar grubuna ait olan permalloylar kesme ve damgalama ile iyi işlenir. Bileşimlerine göre permalloylar genellikle düşük nikel (%40-50 Ni) ve yüksek nikel (%72-80 Ni) olarak ikiye ayrılır. Elektromanyetik ve teknolojik özellikleri geliştirmek için permalloylar genellikle molibden, krom, silikon, kobalt, bakır ve diğer elementlerle alaşımlanır. Bu alaşımların elektromanyetik kalitesinin ana göstergeleri, başlangıçtaki µ başlangıç ve maksimum µ maksimum manyetik geçirgenlik değerleridir. Kalıcı alaşımların zorlayıcı kuvveti Hc mümkün olduğu kadar düşük olmalı ve elektriksel direnç ρ ve doyma mıknatıslanması Ms mümkün olduğu kadar yüksek olmalıdır. Fe-Ni ikili alaşımı için bu parametrelerin nikel yüzdesine bağımlılığı, Şekil 2'de gösterilmektedir. 5.

µ başlangıç karakteristiği (Şekil 5) göreceli (1) ve mutlak (2) olmak üzere iki maksimuma sahiptir. %40-50'lik bir nikel içeriğiyle sınırlanan göreceli minimum bölgesi, düşük nikelli kalıcı alaşıma karşılık gelir ve %72-80'lik bir nikel içeriğiyle sınırlanan mutlak maksimum bölgesi, yüksek nikelli kalıcı alaşıma karşılık gelir. İkincisi aynı zamanda en büyük µ max değerine sahiptir. µ 0 M s ve ρ karakteristiklerinin akışı (Şekil 5), düşük nikelli permalloyun manyetik doygunluğunun ve elektriksel direncinin, yüksek nikelli permalloşamdan önemli ölçüde daha yüksek olduğunu gösterir. Bu koşullar düşük nikelli ve yüksek nikelli permalloyların uygulama alanlarını farklılaştırmaktadır.

Zayıf sabit manyetik alanlarda çalışan manyetik ekranların üretiminde düşük nikelli permalloy kullanılır. Daha yüksek frekanslarda silikon ve kromla alaşımlanan düşük nikelli permalloy kullanılır.

Zayıf manyetik alanlarda en yüksek manyetik geçirgenliğe ve manyetik ekranlar, manyetik amplifikatör çekirdekleri ve temassız röleler için 0,5 -0,75 Tesla doygunluk indüksiyonuna sahip 79НМ, 80НХС, 81НМА, 83НФ alaşımları. Yüksek teknik doygunluk indüksiyonuna (2,1 - 2,25 T) sahip olan 27KH, 49KH, 49K2F ve 49K2FA alaşımları, ekipmanı güçlü manyetik alanların etkilerinden koruyan manyetik kalkanlar için kullanılır.

Güvenlik gereksinimleri

Başlamadan önce

Laboratuvar kontrollerinin ve ölçüm ekipmanlarının yerini ve amacını anlayın.
İşyerini güvenli çalışmaya hazırlayın: gereksiz nesneleri masadan ve kurulumdan çıkarın.
Kontrol edin: topraklama sisteminin varlığı ve servis kolaylığı, kurulum muhafazasının bütünlüğü, güç kabloları, fiş konnektörleri. Laboratuvar kurulumunun (stantın) koruyucu panelleri çıkarılmışsa çalışmaya başlamayın.

Çalışma sırasında

Çalışma yalnızca çalışma ekipmanı üzerinde yapılabilir.
Laboratuvar tesislerinin binalarındaki havalandırma açıklıklarının (panjurların) yabancı cisimlerle kapatılmasına izin verilmez.
Kısa süreliğine de olsa uzakta olduğunuzda üniteyi açık bırakmayın.
Elektrik kesintisi durumunda tesisat kapatılmalıdır.

Acil durumlarda

Aşağıdaki durumlarda laboratuvar ünitesi derhal kapatılmalıdır:

kaza veya insan sağlığına yönelik tehdit;
yanan izolasyon, plastik, boyanın karakteristik koku görünümünün görünümü;
çatırtı, tıklama, kıvılcım görünümü;
tesisatı besleyen fiş bağlantısında veya elektrik kablosunda hasar.

İşi bitirdikten sonra

Laboratuvar ünitesini ve ölçüm cihazlarını kapatın.
Kurulum ve ölçüm cihazlarının ağ bağlantısını kesin. Çalışma alanınızı düzenleyin.
Yabancı nesneleri çıkarın ve olası kalıntıları (gereksiz kağıt) temizleyin.

Görev ve araştırma metodolojisi

Elektromanyetik alanın frekanslarını 102'den 104 Hz'e değiştirirken elektromanyetik malzemeler için çeşitli malzemelerin etkili kullanım alanlarını deneysel olarak belirlemek.

Elektromanyetik alan oluşturmaya yönelik tesisatı sinyal üretecine bağlayın. Ölçüm bobinini osiloskobun girişine ve voltmetreye bağlayın. Alan uyarma bobininin silindirik çerçevesi içindeki elektromanyetik alanın gücüyle orantılı olarak sinyalin genliğini U ölçün. Ölçüm bobinini bir ekranla örtün

Ölçüm bobininden gelen sinyalin U' genliğini ölçün. Koruma etkinliğini belirleyin

belirli bir sıklıkta yapın ve bunu tabloya yazın (eke bakın).

Ölçümleri madde 5.1.1'e göre yapın. 100, 500, 1000, 5000, 104 Hz frekansları için. Her frekanstaki koruma etkinliğini belirleyin.

Test edilmiş ekran örnekleri. Manyetik ekranlar için malzemelerin özelliklerinin deneysel bir çalışması, numuneler kullanılarak gerçekleştirilir.

ana parametreleri Tablo 3'te verilen silindirik camlar 9 (Şekil 6) şeklinde.

Elekler tek katmanlı veya aralarında hava boşluğu bulunan çok katmanlı, silindirik veya dikdörtgen kesitli olabilir. Kalkan katmanlarının sayısının hesaplanması oldukça zahmetli formüller kullanılarak gerçekleştirilebilir, bu nedenle katman sayısının referans kitaplarında verilen ekranlama verimlilik eğrilerine göre seçilmesi tavsiye edilir.

1 - elektromanyetik alan uyarma bobini;

2 - manyetik olmayan çerçeve;

3 - manyetik olmayan taban;

4 - düşürücü transformatör;

5 - ölçüm bobini;

6 ve 7 - terminal soketleri;

8 - geçiş anahtarı;

9 - manyetik ekran;

10 - sinyal üreteci;

11 - osiloskop;

12 - voltmetre.

Sıradan kalitede çelik, kalıcı alaşım, alüminyum, bakır, pirinçten yapılmış ekranlar için ölçümler yapın.

Ölçüm sonuçlarına dayanarak, çeşitli malzemeler için Şekil 4'e benzer ekranlama verimliliği eğrileri oluşturun. Deneyin sonuçlarını analiz edin. Deneyin sonuçlarını referans verilerle karşılaştırın ve sonuçlar çıkarın.

Ekran duvarının (cam) kalınlığının ekranlama verimliliği üzerindeki etkisini deneysel olarak belirlemek.

Manyetik geçirgenliği yüksek malzemeler (çelik, permalloy) için, deneyi farklı duvar kalınlıklarına sahip ekranlar için belirtilen yönteme göre 100 Hz, 500 Hz, 1000 Hz, 5000 Hz, 10000 Hz frekanslarında elektromanyetik alanda gerçekleştirin.

Elektriksel iletkenliğe sahip malzemeler (bakır, alüminyum) için deneyi, açıklanan yönteme göre 100 Hz, 500 Hz, 1000 Hz, 5000 Hz, 10000 Hz frekanslarında gerçekleştirin.

Deneyin sonuçlarını analiz edin. Deneyin sonuçlarını Tablo 1'de verilen verilerle karşılaştırın. Sonuç çıkarmak

EDEBİYAT

1. Grodnev I. I. Geniş frekans aralığında elektromanyetik koruma. M.: İletişim. 1972. - 275 s.

2. Cihazların tasarımı. 2 kitapta. / Ed. V. Krause; Başına. onunla. V.N. Palyanova; Ed. İLE İLGİLİ. Tişçenko. - Kitap 1-M.: Makine Mühendisliği, 1987.

3. Alet yapımında ve otomasyonda malzemeler: Dizin / bölme. ed. Yu.M. Pyatina. - 2. baskı. Yeniden düzenlendi Ve ek - Yüksek Lisans: Makine Mühendisliği, 1982.

4. Obergan A.N. Ölçme cihazlarının tasarımı ve teknolojisi. Çalışma kılavuzu. - Tomsk, Rotaprint TPI. 1987. - 95 s.

5.Govorkov V.A. Elektrik ve manyetik alanlar. - M. Svyazizdat, 1968.

6. G6-26 sinüzoidal sinyallerin üreteci. Teknik açıklama ve çalıştırma talimatları. 1980 - 88'ler.

7. Osiloskop S1-64. Teknik açıklama ve çalıştırma talimatları.

Eğitimsel ve metodolojik el kitabı

Derleyen: Gormakov A.N., Martemyanov V.M.

Bilgisayar yazımı ve düzeni, V. S. Ivanova

Manyetik alanı korumak için iki yöntem kullanılır:

Baypas yöntemi;

Ekran manyetik alan yöntemi.

Bu yöntemlerin her birine daha yakından bakalım.

Manyetik alanı bir ekranla yönlendirme yöntemi.

Manyetik alanı bir ekranla yönlendirme yöntemi, sabit ve yavaş değişen bir alternatif manyetik alana karşı koruma sağlamak için kullanılır. Elekler yüksek bağıl manyetik nüfuziyete sahip ferromanyetik malzemelerden (çelik, permalloy) yapılmıştır. Bir ekran varsa, manyetik indüksiyon çizgileri esas olarak ekranın içindeki hava boşluğuna kıyasla düşük manyetik dirence sahip olan duvarları boyunca geçer (Şekil 8.15). Ekranlamanın kalitesi, ekranın manyetik geçirgenliğine ve manyetik devrenin direncine bağlıdır; Ekran ne kadar kalınsa ve manyetik indüksiyon hatları yönünde uzanan dikiş ve bağlantı noktaları ne kadar azsa, ekranlama verimliliği de o kadar yüksek olacaktır.

Manyetik alanın bir ekranla yer değiştirmesi yöntemi.

Manyetik alanın bir ekranla yer değiştirmesi yöntemi, alternatif yüksek frekanslı manyetik alanları taramak için kullanılır. Bu durumda manyetik olmayan metallerden yapılmış ekranlar kullanılır. Ekranlama indüksiyon olgusuna dayanmaktadır. Burada tümevarım olgusu faydalıdır.

Düzgün bir alternatif manyetik alanın yoluna bir bakır silindir yerleştirelim (Şekil 8.16a). Değişken ED'ler heyecanlanacak ve bu da alternatif endüktif girdap akımları (Foucault akımları) yaratacaktır. Bu akımların manyetik alanı (Şekil 8.16b) kapanacak; silindirin içinde heyecan verici alana doğru, dışında ise heyecan verici alanla aynı yönde yönlendirilecektir. Ortaya çıkan alanın (Şekil 8.16, c) silindirin yakınında zayıfladığı ve dışında güçlendiği ortaya çıkıyor; alan, silindirin kapladığı alandan kaydırılır; bu onun koruma etkisidir; bu, silindirin elektrik direnci ne kadar düşükse, yani o kadar etkili olacaktır. içinden geçen girdap akımları o kadar büyük olur.

Yüzey etkisi (“cilt etkisi”) sayesinde, metalin derinliklerine gidildikçe girdap akımlarının yoğunluğu ve alternatif manyetik alanın yoğunluğu katlanarak azalır.

, (8.5)

Nerede (8.6)

– alan ve akımdaki azalmanın göstergesi, buna denir eşdeğer penetrasyon derinliği.

İşte malzemenin bağıl manyetik geçirgenliği;

– vakumun manyetik geçirgenliği, 1,25*10 8 g*cm-1'e eşit;

– malzemenin direnci, Ohm*cm;

– frekans, Hz.

Eşdeğer penetrasyon derinliğinin değeri, girdap akımlarının koruyucu etkisini karakterize etmek için uygundur. X0 ne kadar küçükse, oluşturdukları manyetik alan da o kadar büyük olur ve bu, pikap kaynağının dış alanını ekranın kapladığı alandan uzaklaştırır.

Formül (8.6) =1'deki manyetik olmayan bir malzeme için ekranlama etkisi yalnızca ve ile belirlenir. Peki ya ekran ferromanyetik malzemeden yapılmışsa?

Eşit olmaları durumunda >1 (50..100) ve x 0 daha küçük olacağından etki daha iyi olacaktır.

Dolayısıyla x 0, girdap akımlarının koruyucu etkisi için bir kriterdir. Akım yoğunluğunun ve manyetik alan kuvvetinin x 0 derinliğinde yüzeydekine kıyasla kaç kat daha düşük olacağını tahmin etmek ilgi çekicidir. Bunu yapmak için, x = x 0'ı formül (8.5)'te yerine koyarız, sonra

buradan x 0 derinliğinde akım yoğunluğunun ve manyetik alan kuvvetinin e kat azaldığı görülebilir; yüzeydeki yoğunluk ve gerilimin 0,37'si olan 1/2,72 değerine kadar. Alan zayıflaması sadece 2,72 kez derinlikte x 0 koruyucu malzemeyi karakterize etmek için yeterli değil daha sonra, akım yoğunluğu ve alan voltajındaki düşüşü yüzeydeki değerlerinden 10 ve 100 kat daha fazla karakterize eden iki nüfuz derinliği x 0,1 ve x 0,01 değerini kullanın.

x 0.1 ve x 0.01 değerlerini x 0 değeri üzerinden ifade edelim; bunun için (8.5) ifadesinden yola çıkarak denklemi oluşturuyoruz;

VE ,

hangisini alacağımıza karar verdikten sonra

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

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

Literatürde çeşitli koruyucu malzemeler için formüller (8.6) ve (8.7) temel alınarak nüfuz derinlik değerleri verilmektedir. Açıklık sağlamak amacıyla aynı verileri tablo 8.1 biçiminde sunuyoruz.

Tablo, orta dalga aralığından başlayarak tüm yüksek frekanslar için 0,5...1,5 mm kalınlığında herhangi bir metalden yapılmış bir ekranın çok etkili olduğunu göstermektedir. Ekranın kalınlığını ve malzemesini seçerken malzemenin elektriksel özelliklerinden yola çıkmamalı, ona göre hareket etmelisiniz. Mekanik mukavemet, sağlamlık, korozyona karşı direnç, tek tek parçaları birleştirme kolaylığı ve aralarında düşük dirençli geçiş kontakları kurma, lehimleme, kaynaklama kolaylığı vb. gibi hususlar.

Tablo verilerinden şu sonuç çıkıyor 10 MHz'den büyük frekanslar için, kalınlığı 0,1 mm'den az olan bakır ve hatta gümüşten oluşan bir film önemli bir koruma etkisi sağlar. Bu nedenle, 10 MHz'in üzerindeki frekanslarda, folyo getinax'tan veya bakır veya gümüşle kaplanmış diğer yalıtım malzemesinden yapılmış ekranların kullanılması oldukça kabul edilebilir.

Çelik ekran olarak kullanılabilir, ancak yüksek direnç ve histerezis olgusu nedeniyle çelik ekranın ekranlama devrelerinde önemli kayıplara neden olabileceğini unutmamanız gerekir.

MANYETİK KORUMA(manyetik koruma) - bir nesnenin manyetik etkilerden korunması. alanlar (sabit ve değişken). Modern Bilimin (jeoloji, paleontoloji, biyomanyetizma) ve teknolojinin (uzay araştırmaları, nükleer enerji, malzeme bilimi) çeşitli alanlarındaki araştırmalar genellikle çok zayıf manyetik alanların ölçümleriyle ilişkilendirilir. Geniş bir frekans aralığında ~10 -14 -10 -9 T alanları. Dış manyetik alanlar (örneğin, T gürültülü Dünya alanı T, elektrik ağlarından ve kentsel ulaşımdan kaynaklanan manyetik gürültü), son derece hassas cihazların çalışmasına güçlü bir müdahale oluşturur. manyetometrik teçhizat. Manyetik etkinin azaltılması alanlar, manyetik alanların iletilme olasılığını güçlü bir şekilde belirler. ölçümler (örneğin bkz. Biyolojik nesnelerin manyetik alanları).M. e.'nin yöntemleri arasında. en yaygın olanları şunlardır.

Ferromanyetik bir maddeden yapılmış içi boş bir silindirin koruma etkisi ( 1 - harici silindir yüzeyi, 2 -dahili yüzey). Artık manyetik silindirin içindeki alan

Ferromanyetik ekran- yüksek mukavemetli malzemeden yapılmış levha, silindir, küre (veya başka herhangi bir şekle sahip kabuk) manyetik geçirgenlik m düşük artık indüksiyon r'de ve küçük zorlayıcı kuvvet N s. Böyle bir ekranın çalışma prensibi, homojen bir manyetik alana yerleştirilmiş içi boş bir silindir örneği kullanılarak gösterilebilir. alanı (şek.). Harici endüksiyon hatları mag. alanlar B Ortamdan elek malzemesine geçerken dış alanlar gözle görülür şekilde yoğunlaşır ve silindirin boşluğunda indüksiyon hatlarının yoğunluğu azalır, yani silindirin içindeki alanın zayıfladığı ortaya çıkar. Alan zayıflaması f-loy ile tanımlanır

Nerede D- silindir çapı, D- duvarının kalınlığı, - mag. duvar malzemesinin geçirgenliği. M. e.'nin etkinliğini hesaplamak. hacimlerin ayrıştırılması. yapılandırmalar sıklıkla dosya kullanır

eşdeğer kürenin yarıçapı nerede (ekranın şekli manyetoelektrik sistemin verimliliği üzerinde çok az etkiye sahip olduğundan, karşılıklı olarak üç dik yönde ekran boyutlarının neredeyse ortalama değeri).

Formül (1) ve (2)'den yüksek manyetik alana sahip malzemelerin kullanılması sonucu çıkmaktadır. geçirgenlik [permalloy (%36-85 Ni, geri kalan Fe ve alaşım katkı maddeleri) veya mu-metal (%72-76 Ni, %5 Cu, %2 Cr, %1 Mn, geri kalan Fe) gibi] kalitesini önemli ölçüde artırır. ekranlar (demirde). İyileştirmenin bariz görünen yolu koruyucu duvarın kalınlaşması nedeniyle optimal değildir. Katsayıların eşit olduğu, katmanlar arasında boşluk bulunan çok katmanlı elekler daha verimli çalışır. ekranlama katsayısının çarpımına eşittir. bölüm için katmanlar. Çok katmanlı ekranlardır (yüksek değerlere doymuş manyetik malzemelerden yapılmış dış katmanlar).İÇİNDE , dahili - permalloy veya mu-metalden) biyomanyetik, paleomanyetik vb. araştırmalar için manyetik olarak korunan odaların tasarımlarının temelini oluşturur. Permalloy gibi koruyucu malzemelerin kullanımının, özellikle magnezyum içermesi nedeniyle bir takım zorluklarla ilişkili olduğu unutulmamalıdır. deformasyona uğrayan özellikler ve bu demektir. ısı bozulur, pratik olarak kaynak yapılmasına izin vermezler, yani. kıvrımlar ve diğer mekanik yükler Modern olarak mag. Ferromıknatıslar ekranlarda yaygın olarak kullanılmaktadır.

metal gözlük(Cu, A1, vb.) alternatif manyetik alanlara karşı koruma sağlar. alanlar. Hariciyi değiştirirken mag. ekranın duvarlarındaki alanlar endüktif olarak ortaya çıkar. korumalı hacmi kapsayan akımlar. Magn. bu akımların alanı dış alanın tersi yönündedir. öfke ve bunu kısmen telafi ediyor. 1 Hz katsayısının üzerindeki frekanslar için. koruyucuİLE

frekansla orantılı olarak artar: Nerede - manyetik sabit , - Duvar malzemesinin elektriksel iletkenliği, L - ekran boyutu, - duvar kalınlığı, F

- dairesel frekans.

Magn. Cu ve A1'den yapılmış ekranlar, özellikle düşük frekanslı elektromanyetik durumunda ferromanyetik olanlardan daha az etkilidir. Ancak üretim kolaylığı ve düşük maliyet çoğu zaman onları kullanım açısından daha çok tercih edilir kılmaktadır. Süper iletken ekranlar. Bu tür ekranların eylemi aşağıdakilere dayanmaktadır: Meissner etkisi- mıknatısın tamamen yer değiştirmesi. bir süperiletkenden gelen alanlar. Harici herhangi bir değişiklikle mag. süperiletkenlerde akış, uygun olarak akımlar ortaya çıkar Lenz'in kuralı bu değişiklikleri telafi edin. Sıradan iletkenlerin aksine endüktif süperiletkenler. akımlar azalmaz ve bu nedenle harici akımın tüm varlığı boyunca akıdaki değişikliği telafi eder. alanlar. Süperiletken ekranların çok düşük sıcaklıklarda ve kritik değerleri aşmayan alanlarda çalışabilmesi. değerler (bkz. Kritik manyetik alan), manyetik olarak korunan büyük "sıcak" hacimlerin tasarımında önemli zorluklara yol açmaktadır.

Süperiletken tarafından manyetik olarak korunan hacmin içinde, ekran malzemesinin süperiletken duruma geçişi anında içinde bulunan artık alanın korunduğuna dikkat edilmelidir.

Bu kalan alanı azaltmak için özel bir önlem almak gerekir. miktar. Örneğin, ekranı dünyanınkine kıyasla düşük bir manyetik alanda süper iletken bir duruma aktarın. korunan hacimdeki alan veya ekranın katlanmış kabuğunun süper iletken bir duruma aktarıldığı ve ardından genişletildiği "şişirilen ekranlar" yöntemini kullanın. Bu tür önlemler, şimdilik, süperiletken ekranlarla sınırlanan küçük hacimlerdeki artık alanları T değerine düşürmeyi mümkün kılıyor. Aktif girişim koruması

manyetik alan oluşturan dengeleme bobinleri kullanılarak gerçekleştirilir. girişim alanına eşit büyüklükte ve zıt yönde bir alan. Cebirsel olarak toplandığında bu alanlar birbirini iptal eder. Naib. Bobinlerin yarıçapına eşit bir mesafeyle ayrılmış, akıma sahip iki özdeş koaksiyel dairesel bobin olan Helmholtz bobinleri bilinmektedir. Oldukça homojen mag. alan bunların ortasında oluşturulur. Üç boşluğu telafi etmek için. bileşenler en az üç çift bobin gerektirir. Bu tür sistemler için birçok seçenek vardır ve bunların seçimi özel gereksinimlere göre belirlenir. Aktif bir koruma sistemi tipik olarak düşük frekanslı girişimi (0-50 Hz frekans aralığında) bastırmak için kullanılır. Amaçlarından biri tazminat sonrasıdır. mag. Oldukça kararlı ve güçlü akım kaynaklarına ihtiyaç duyan Dünya'nın alanları; ikincisi manyetik değişimlerin telafisidir. Manyetik sensörler tarafından kontrol edilen daha zayıf akım kaynaklarının kullanılabileceği alanlar. alanlar, ör. manyetometreler

yüksek hassasiyet - kalamar veya

akış kapıları

Kompanzasyonun tamlığı büyük ölçüde bu sensörler tarafından belirlenir. Rose-Ince A., Roderick E., Fiziğe Giriş, çev. İngilizce'den, M., 1972; Stamberger G. A., Zayıf sabit manyetik alanlar oluşturmaya yönelik cihazlar, Novosibirsk, 1972; Vvedensky V.L., Ozhogin V.I., Ultrasensitif manyetometri ve biyomanyetizma, M., 1986; Bednorz J.G., Muller K.A., Ba-La-Cr-O sisteminde olası yüksek Tc süper iletkenliği, "Z. Phys.", 1986, Bd 64, S. 189. S. P. Naurzakov.

Yan yana olan iki mıknatısın birbirinin varlığını hissetmemesini nasıl sağlarsınız? Bir mıknatıstan gelen manyetik alan çizgilerinin ikinci mıknatısa ulaşmaması için aralarına hangi malzeme yerleştirilmelidir?

Bu soru ilk bakışta göründüğü kadar önemsiz değil. İki mıknatısı gerçekten izole etmemiz gerekiyor. Yani, bu iki mıknatıs birbirine göre farklı şekilde döndürülebilir ve farklı hareket edebilir ve yine de bu mıknatısların her biri, sanki yakınlarda başka bir mıknatıs yokmuş gibi davranır. Bu nedenle, herhangi bir belirli noktadaki tüm manyetik alanların telafisi ile bazı özel manyetik alan konfigürasyonları oluşturmak için yakınlara üçüncü bir mıknatıs veya ferromıknatıs yerleştirmeyi içeren herhangi bir hile, prensipte işe yaramaz.

Diyamanyetik???

Bazen yanlışlıkla böyle bir manyetik alan yalıtkanının hizmet edebileceğini düşünürler. diyamanyetik. Ancak bu doğru değil. Diamanyetik bir malzeme aslında manyetik alanı zayıflatır. Ancak manyetik alanı yalnızca diyamanyetiğin kendi kalınlığında, diyamanyetik içinde zayıflatır. Bu nedenle, birçok kişi yanlışlıkla mıknatıslardan birinin veya her ikisinin de diyamanyetik bir malzemeye gömülmesi durumunda çekim veya itme kuvvetlerinin zayıflayacağını düşünür.

Ancak bu soruna bir çözüm değildir. Birincisi, bir mıknatısın alan çizgileri yine başka bir mıknatısa ulaşacaktır, yani manyetik alan yalnızca diyamanyetiğin kalınlığında azalır, ancak tamamen kaybolmaz. İkincisi, eğer mıknatıslar diyamanyetik malzemenin kalınlığına gömülmüşse, onları birbirine göre hareket ettiremez veya döndüremeyiz.

Ve diyamanyetik bir malzemeden düz bir ekran yaparsanız, o zaman bu ekran kendi içinden bir manyetik alan iletecektir. Üstelik bu ekranın arkasında manyetik alan, sanki bu diyamanyetik ekran hiç yokmuşçasına aynı olacaktır.

Bu, diyamanyetik bir malzemeye gömülü mıknatısların bile birbirlerinin manyetik alanında bir zayıflama yaşamayacağını gösteriyor. Aslında duvarlı mıknatısın bulunduğu yerde, bu mıknatısın hacminde doğrudan diyamanyetik malzeme yoktur. Ve duvarlı mıknatısın bulunduğu yerde diyamanyetik malzeme bulunmadığından, bu, her iki duvarlı mıknatısın aslında diyamanyetik malzemeyle duvarlı değilmiş gibi birbirleriyle tam olarak aynı şekilde etkileşime girdiği anlamına gelir. Bu mıknatısların etrafındaki diyamanyetik malzeme, mıknatıslar arasındaki düz diyamanyetik kalkan kadar işe yaramaz.

İdeal diyamanyetik

Manyetik alan çizgilerinin kendi içinden geçmesine hiç izin vermeyecek bir malzemeye ihtiyacımız var. Böyle bir malzemenin manyetik alan çizgilerinin dışarı itilmesi gerekir. Manyetik alan çizgileri bir malzemeden geçerse, bu malzemeden yapılmış bir ekranın arkasında tüm güçlerini tamamen geri kazanırlar. Bu, manyetik akının korunumu yasasından kaynaklanmaktadır.

Diyamanyetik bir malzemede, dış manyetik alanın zayıflaması, indüklenen iç manyetik alan nedeniyle meydana gelir. Bu indüklenen manyetik alan, atomların içindeki elektronların dairesel akımları tarafından yaratılır. Harici bir manyetik alan açıldığında, atomlardaki elektronlar, harici manyetik alanın kuvvet çizgileri etrafında hareket etmeye başlamalıdır. Atomlardaki elektronların bu indüklenmiş dairesel hareketi, her zaman dış manyetik alana karşı yönlendirilen ek bir manyetik alan yaratır. Bu nedenle diyamanyetik içindeki toplam manyetik alan dışarıya göre daha az olur.

Ancak indüklenen iç alan nedeniyle dış alanın tamamen telafisi gerçekleşmez. Diyamanyetik atomlarda, dış manyetik alanla tam olarak aynı manyetik alanı oluşturmaya yetecek dairesel akım kuvveti yoktur. Bu nedenle dış manyetik alanın kuvvet çizgileri diyamanyetik malzemenin kalınlığında kalır. Dış manyetik alan diyamanyetik malzemeyi baştan sona "deliyor".

Manyetik alan çizgilerini kendi dışına iten tek malzeme süperiletkendir. Bir süperiletkende, harici bir manyetik alan, harici manyetik alana tam olarak eşit, zıt yönlü bir manyetik alan yaratan, harici alan çizgileri etrafında dairesel akımlar indükler. Bu anlamda bir süperiletken ideal bir diyamanyetiktir.

Bir süperiletkenin yüzeyinde, manyetik alan kuvveti vektörü her zaman süperiletken gövdenin yüzeyine teğet olacak şekilde bu yüzey boyunca yönlendirilir. Bir süperiletkenin yüzeyinde manyetik alan vektörü, süperiletkenin yüzeyine dik yönde yönlendirilmiş bir bileşene sahip değildir. Bu nedenle, manyetik alan çizgileri her zaman herhangi bir şekle sahip süper iletken bir gövdenin etrafında bükülür.

Bir süperiletkenin manyetik alan çizgileriyle bükülmesi

Ancak bu, iki mıknatıs arasına süper iletken bir ekranın yerleştirilmesi durumunda sorunun çözüleceği anlamına kesinlikle gelmiyor. Gerçek şu ki, mıknatısın manyetik alan çizgileri, süper iletken ekranı atlayarak başka bir mıknatısa gidecektir. Bu nedenle düz bir süper iletken ekran yalnızca mıknatısların birbirleri üzerindeki etkisini zayıflatacaktır.

İki mıknatıs arasındaki etkileşimin bu zayıflaması, iki mıknatısı birbirine bağlayan alan çizgisinin uzunluğunun ne kadar arttığına bağlı olacaktır. Bağlantı alanı çizgilerinin uzunluğu ne kadar büyük olursa, iki mıknatısın birbiriyle etkileşimi o kadar az olur.

Bu, herhangi bir süper iletken ekran olmadan mıknatıslar arasındaki mesafeyi arttırmanızla tamamen aynı etkidir. Mıknatıslar arasındaki mesafeyi arttırırsanız manyetik alan çizgilerinin uzunlukları da artar.

Bu, süperiletken ekranı atlayarak iki mıknatısı birbirine bağlayan güç hatlarının uzunluğunu artırmak için, bu düz ekranın boyutlarının hem uzunluk hem de genişlik olarak arttırılması gerektiği anlamına gelir. Bu, bypass enerji hatlarının uzunluğunun artmasına yol açacaktır. Mıknatıslar arasındaki mesafeye kıyasla düz ekranın boyutları ne kadar büyük olursa, mıknatıslar arasındaki etkileşim de o kadar az olur.

Mıknatıslar arasındaki etkileşim, yalnızca düz süper iletken ekranın her iki boyutu da sonsuz hale geldiğinde tamamen ortadan kalkar. Bu, mıknatısların sonsuz büyük bir mesafeye ayrıldığı ve dolayısıyla onları birbirine bağlayan manyetik alan çizgilerinin uzunluğunun sonsuz hale geldiği durumun bir benzeridir.

Teorik olarak bu elbette sorunu tamamen çözüyor. Ancak pratikte sonsuz boyutlarda süper iletken bir düz ekran yapamayız. Laboratuvarda veya üretimde pratikte uygulanabilecek böyle bir çözüme sahip olmak isterim. (Günlük yaşamda süperiletken yapmak imkansız olduğundan artık günlük koşullardan bahsetmiyoruz.)

Süperiletkene göre uzay bölümü

Alternatif olarak sonsuz büyüklükteki düz bir ekran, üç boyutlu alanın tamamını birbirine bağlı olmayan iki parçaya bölmek olarak yorumlanabilir. Ancak alanı iki parçaya bölebilen yalnızca sonsuz büyüklükte düz bir ekran değildir. Herhangi bir kapalı yüzey aynı zamanda alanı iki kısma ayırır; kapalı yüzeyin içindeki hacim ve kapalı yüzeyin dışındaki hacim.

Örneğin herhangi bir küre, uzayı iki parçaya böler: kürenin içindeki top ve dışındaki her şey.

Bu nedenle süper iletken bir küre, manyetik alanın ideal bir yalıtkanıdır. Böyle süperiletken bir kürenin içine bir mıknatıs yerleştirirseniz, hiçbir alet bu kürenin içinde mıknatıs olup olmadığını tespit edemez.

Ve tam tersine, eğer böyle bir kürenin içine yerleştirilirseniz, o zaman dış manyetik alanlar üzerinize etki etmeyecektir. Örneğin, böyle bir süperiletken kürenin içinde Dünya'nın manyetik alanı hiçbir aletle tespit edilemez. Böyle bir süper iletken kürenin içinde, yine bu kürenin içinde yer alacak mıknatıslardan yalnızca manyetik alanı tespit etmek mümkün olacaktır.

Dolayısıyla iki mıknatısın birbiriyle etkileşime girmemesi için bu mıknatıslardan birinin süperiletken kürenin içine yerleştirilmesi, ikincisinin ise dışarıda bırakılması gerekir. O zaman birinci mıknatısın manyetik alanı tamamen kürenin içinde yoğunlaşacak ve bu kürenin sınırlarını aşmayacaktır. Bu nedenle ikinci mıknatıs birincinin varlığını hissetmeyecektir. Aynı şekilde ikinci mıknatısın manyetik alanı da süperiletken kürenin içine giremeyecektir. Ve bu nedenle ilk mıknatıs, ikinci mıknatısın yakın varlığını algılamayacaktır.

Elbette, küre yerine başka herhangi bir yüzey şeklini (örneğin elipsoid veya kutu şeklindeki yüzey vb.) alabilirsiniz. Keşke alanı iki parçaya bölseydi. Yani bu yüzeyde iç ve dış mıknatısları birbirine bağlayacak bir elektrik hattının geçebileceği bir delik olmamalıdır.

Manyetik alan korumanın prensipleri

Manyetik alanı korumak için iki yöntem kullanılır:

Baypas yöntemi;

Ekran manyetik alan yöntemi.

Bu yöntemlerin her birine daha yakından bakalım.

Manyetik alanı bir ekranla yönlendirme yöntemi.

Manyetik alanın bir ekranla yer değiştirmesi yöntemi.

Yüzey etkisi (“cilt etkisi”) sayesinde, metalin derinliklerine gidildikçe girdap akımlarının yoğunluğu ve alternatif manyetik alanın yoğunluğu katlanarak azalır.

, (8.5)

Nerede (8.6)

– alan ve akımdaki azalmanın göstergesi, buna denir eşdeğer penetrasyon derinliği.

İşte malzemenin bağıl manyetik geçirgenliği;

– vakumun manyetik geçirgenliği, 1,25*10 8 g*cm-1'e eşit;

– malzemenin direnci, Ohm*cm;

– frekans, Hz.

Formül (8.6) =1'deki manyetik olmayan bir malzeme için ekranlama etkisi yalnızca ve ile belirlenir. Peki ya ekran ferromanyetik malzemeden yapılmışsa?

Eşit olmaları durumunda >1 (50..100) ve x 0 daha küçük olacağından etki daha iyi olacaktır.

x 0.1 ve x 0.01 değerlerini x 0 değeri üzerinden ifade edelim; bunun için (8.5) ifadesinden yola çıkarak denklemi oluşturuyoruz;

VE ,

hangisini alacağımıza karar verdikten sonra

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

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

Çelik ekran olarak kullanılabilir, ancak yüksek direnç ve histerezis olgusu nedeniyle çelik ekranın ekranlama devrelerinde önemli kayıplara neden olabileceğini unutmamanız gerekir.

Filtrasyon

Filtrasyon, güç kaynağında ve doğru ve alternatif akım ES'nin anahtarlama devrelerinde oluşturulan yapıcı paraziti azaltmanın ana yoludur. Bu amaçla tasarlanan gürültü bastırma filtreleri, hem dış hem de iç kaynaklardan iletilen gürültünün azaltılmasını mümkün kılar. Filtrasyon verimliliği, filtrenin sağladığı zayıflatma ile belirlenir:

dB,

Filtreye aşağıdaki temel gereksinimler uygulanır:

Gerekli frekans aralığında belirtilen verimlilik S'nin sağlanması (elektrik devresinin iç direnci ve yükü dikkate alınarak);

Maksimum yük akımında filtre boyunca doğrudan veya alternatif voltajda izin verilen düşüşün sınırlandırılması;

Filtre doğrusallığı gerekliliklerini belirleyen, besleme voltajında kabul edilebilir doğrusal olmayan bozulmaların sağlanması;

Tasarım gereksinimleri - ekranlama verimliliği, minimum genel boyutlar ve ağırlık, normal termal koşulların sağlanması, mekanik ve iklimsel etkilere karşı direnç, tasarımın üretilebilirliği vb.;

Filtre elemanları, elektrik devresinin anma akımları ve gerilimleri ile bunların neden olduğu elektriksel dengesizlik ve geçici süreçlerden kaynaklanan gerilim ve akım dalgalanmaları dikkate alınarak seçilmelidir.

Kapasitörler. Bağımsız gürültü bastırma elemanları ve paralel filtre üniteleri olarak kullanılırlar. Yapısal olarak gürültü bastırma kapasitörleri ikiye ayrılır:

İki kutuplu tip K50-6, K52-1B, ETO, K53-1A;

Destek türü KO, KO-E, KDO;

Geçişli, koaksiyel olmayan tip K73-21;

Geçişli koaksiyel tip KTP-44, K10-44, K73-18, K53-17;

Kondansatör üniteleri;

Gürültü bastırma kapasitörünün temel özelliği empedansının frekansa bağlı olmasıdır. Yaklaşık 10 MHz'e kadar olan frekans aralığındaki paraziti azaltmak için, uçlarının kısa uzunluğu dikkate alınarak iki kutuplu kapasitörler kullanılabilir. Referans gürültü bastırma kapasitörleri 30-50 MHz frekanslara kadar kullanılır. Simetrik geçiş kapasitörleri, yaklaşık 100 MHz frekansa kadar iki telli bir devrede kullanılır. Geçiş kapasitörleri yaklaşık 1000 MHz'e kadar geniş bir frekans aralığında çalışır.

Endüktif elemanlar. Bağımsız gürültü bastırma elemanları olarak ve gürültü bastırma filtrelerinin sıralı bağlantıları olarak kullanılırlar. Yapısal olarak en yaygın şok türleri şunlardır:

Ferromanyetik bir çekirdeğin açılması;

Dönüşsüz.

Gürültü bastırma bobininin temel özelliği empedansının frekansa bağlı olmasıdır. Düşük frekanslarda, m-permalloy bazında yapılmış PP90 ve PP250 markalarının manyetodielektrik çekirdeklerinin kullanılması tavsiye edilir. 3A'ya kadar akımlara sahip ekipman devrelerindeki paraziti bastırmak için, DM tipi HF bobinlerinin ve daha yüksek nominal akımlar için D200 serisinin bobinlerinin kullanılması önerilir.

Filtreler. B7, B14, B23 tipi seramik geçiş filtreleri, 10 MHz ila 10 GHz frekans aralığındaki doğrudan, darbeli ve alternatif akım devrelerindeki parazitleri bastırmak için tasarlanmıştır. Bu tür filtrelerin tasarımları Şekil 8.17'de gösterilmektedir.

B7, B14, B23 filtrelerinin 10..100 MHz frekans aralığında sağladığı zayıflama yaklaşık 20..30'dan 50..60 dB'ye çıkar ve 100 MHz'in üzerindeki frekans aralığında 50 dB'yi aşar.

B23B tipi seramik geçiş filtreleri, seramik disk kapasitörleri ve dönüşsüz ferromanyetik bobinler temelinde inşa edilmiştir (Şekil 8.18).

Dönüşsüz bobinler, bir geçiş terminaline monte edilmiş, 50 derece VCh-2 ferritten yapılmış, boru şeklinde bir ferromanyetik çekirdektir. İndüktörün endüktansı 0,08…0,13 μH'dir. Filtre gövdesi yüksek mekanik mukavemete sahip UV-61 seramik malzemeden yapılmıştır. Muhafaza, kapasitörün dış kaplaması ile filtreyi sabitlemek için kullanılan topraklama dişli burç arasında düşük temas direnci sağlamak için bir gümüş tabakasıyla metal kaplanmıştır. Kondansatör, dış çevre boyunca filtre muhafazasına ve iç çevre boyunca geçiş terminaline lehimlenmiştir. Filtrenin sızdırmazlığı, mahfazanın uçlarının bir bileşikle doldurulmasıyla sağlanır.

B23B filtreleri için:

nominal filtre kapasitansları – 0,01 ila 6,8 µF arası,

anma gerilimi 50 ve 250V,

20A'ya kadar nominal akım,

Filtrenin genel boyutları:

U=25 mm, D= 12 mm

B23B filtrelerinin 10 kHz ila 10 MHz frekans aralığında sağladığı zayıflama yaklaşık 30..50'den 60..70 dB'ye çıkar ve 10 MHz'in üzerindeki frekans aralığında 70 dB'i aşar.

Yerleşik ES için, yüksek manyetik geçirgenliğe ve yüksek spesifik kayıplara sahip demir dolgulu özel gürültü bastırıcı tellerin kullanılması umut vericidir. Yani PPE markalı kablolar için 1...1000 MHz frekans aralığındaki ekleme zayıflaması 6'dan 128 dB/m'ye çıkar.

Her kontağa bir U şeklinde gürültü bastırma filtresinin takıldığı çok pinli konnektörlerin tasarımı bilinmektedir.

Yerleşik filtrenin genel boyutları:

uzunluk 9,5 mm,

çapı 3,2 mm.

50 ohm'luk bir devrede filtrenin sağladığı zayıflama, 10 MHz frekansında 20 dB'dir ve 100 MHz frekansında 80 dB'ye kadardır.

Dijital elektronik cihazların güç kaynağı devrelerinin filtrelenmesi.

Dijital entegre devrelerin (DIC) anahtarlanması sırasında meydana gelen ve dışarıdan nüfuz eden güç veriyolundaki darbe gürültüsü, dijital bilgi işleme cihazlarının çalışmasında arızalara yol açabilir.

Güç veriyollarındaki gürültü seviyesini azaltmak için devre tasarım yöntemleri kullanılır:

İleri ve geri iletkenlerin karşılıklı manyetik bağlantısını dikkate alarak “güç” otobüslerinin endüktansının azaltılması;

Çeşitli dijital bilgi sistemlerine yönelik akımlar için ortak olan “güç” veri yollarının bölümlerinin uzunluklarının azaltılması;

Gürültü bastırıcı kapasitörler kullanılarak "güç" veri yollarındaki darbe akımlarının kenarlarının yavaşlatılması;

Baskılı devre kartındaki güç devrelerinin rasyonel topolojisi.

İletkenlerin kesit boyutlarının arttırılması, otobüslerin içsel endüktansında bir azalmaya yol açar ve ayrıca aktif dirençlerini de azaltır. İkincisi, sinyal devreleri için geri dönüş iletkeni olan topraklama veriyolu durumunda özellikle önemlidir. Bu nedenle, çok katmanlı baskılı devre kartlarında, bitişik katmanlarda bulunan iletken düzlemler şeklinde “güç” otobüslerinin yapılması arzu edilir (Şekil 8.19).

Dijital IC'lerdeki baskılı devre düzeneklerinde kullanılan havai güç veriyolları, baskılı iletkenler şeklinde yapılan baralara kıyasla daha büyük enine boyutlara sahiptir ve bu nedenle daha düşük endüktans ve dirence sahiptir. Monte edilmiş güç otobüslerinin ek avantajları şunlardır:

Sinyal devrelerinin basitleştirilmiş yönlendirmesi;

Ürünün kurulumu ve konfigürasyonu sırasında monte edilmiş ERE'li IC'yi mekanik hasardan koruyan sınırlayıcı görevi gören ek kaburgalar oluşturarak PP'nin sertliğini arttırmak (Şekil 8.20).

Baskıyla üretilen ve PCB üzerine dikey olarak monte edilen “güç” çubukları teknolojik olarak oldukça gelişmiştir (Şekil 6.12c).

Kart üzerinde sıralar halinde yer alan IC gövdesinin altına monte edilmiş baraların bilinen tasarımları vardır (Şekil 8.22).

"Besleme" otobüslerinin dikkate alınan tasarımları aynı zamanda büyük bir doğrusal kapasitans sağlar, bu da "besleme" hattının dalga empedansında bir azalmaya ve dolayısıyla darbe gürültüsü seviyesinde bir azalmaya yol açar.

PP'ye IC güç dağıtımı seri olarak değil (Şekil 8.23a) paralel olarak yapılmalıdır (Şekil 8.23b)

Güç dağıtımını kapalı devreler şeklinde kullanmak gerekir (Şekil 8.23c). Bu tasarım, elektriksel parametreleri bakımından katı güç düzlemlerine yakındır. Harici parazit taşıyan manyetik alanın etkisine karşı koruma sağlamak için, PP'nin çevresi boyunca harici bir kapalı döngü sağlanmalıdır.

Topraklama

Topraklama sistemi, belirli bir üründe referans seviyesi olan minimum potansiyeli koruma özelliğine sahip bir elektrik devresidir. Güç kaynağındaki topraklama sistemi, sinyal ve güç geri dönüş devrelerini sağlamalı, insanları ve ekipmanı güç kaynağı devrelerindeki arızalardan korumalı ve statik yükleri ortadan kaldırmalıdır.

Topraklama sistemleri için aşağıdaki temel gereksinimler geçerlidir:

1) yer veriyolunun genel empedansının en aza indirilmesi;

2) manyetik alanlara duyarlı kapalı topraklama döngülerinin olmaması.

ES en az üç ayrı topraklama devresi gerektirir:

Düşük akım ve gerilime sahip sinyal devreleri için;

Yüksek güç tüketimine sahip güç devreleri için (güç kaynakları, ES çıkış aşamaları vb.)

Gövde devreleri için (şasi, paneller, ekranlar ve metal kaplama).

ES'deki elektrik devreleri şu şekillerde topraklanır: bir noktada ve topraklama referans noktasına en yakın birkaç noktada (Şekil 8.24)

Buna göre topraklama sistemleri tek noktalı ve çok noktalı olarak adlandırılabilir.

En yüksek düzeyde parazit, ortak seri bağlı topraklama barasına sahip tek noktalı topraklama sisteminde meydana gelir (Şekil 8.24 a).

Topraklama noktası ne kadar uzaktaysa potansiyeli de o kadar yüksek olur. Yüksek güçlü FU'lar, küçük sinyalli FU'ları etkileyebilecek büyük geri dönüş toprak akımları oluşturduğundan, geniş güç tüketimine sahip devreler için kullanılmamalıdır. Gerekirse en kritik FU, referans topraklama noktasına mümkün olduğu kadar yakın bağlanmalıdır.

Yüksek frekanslı devreler (f≥10 MHz) için RES FU'yu referans topraklama noktasına en yakın noktalara bağlayan çok noktalı bir topraklama sistemi (Şekil 8.24 c) kullanılmalıdır.

Hassas devreler için kayan topraklama devresi kullanılır (Şekil 8.25). Bu topraklama sistemi, devrenin şasiden tamamen izole edilmesini gerektirir (yüksek direnç ve düşük kapasitans), aksi halde etkisizdir. Devreler güneş pilleri veya pillerle çalıştırılabilir ve sinyallerin devreye transformatörler veya optokuplörler aracılığıyla girip çıkması gerekir.

Dokuz kanallı bir dijital bant sürücüsü için dikkate alınan topraklama ilkelerinin uygulanmasına ilişkin bir örnek, Şekil 8.26'da gösterilmektedir.

Aşağıdaki yer otobüsleri vardır: üç sinyal, bir güç ve bir gövde. Parazite en duyarlı analog FU'lar (dokuz duyu amplifikatörleri) iki ayrı topraklama veri yolu kullanılarak topraklanır. Okuma amplifikatörlerinden daha yüksek sinyal seviyelerinde çalışan dokuz yazma amplifikatörünün yanı sıra kontrol IC'leri ve veri ürünlerine sahip arayüz devreleri üçüncü sinyal veri yolu "toprağı"na bağlanır. Üç DC motor ve bunların kontrol devreleri, röleleri ve solenoidleri güç barası topraklamasına bağlanır. En hassas tahrik mili motor kontrol devresi toprak referans noktasına en yakın şekilde bağlanır. Şasi toprak veri yolu, şasiyi ve kasayı bağlamak için kullanılır. Sinyal, güç ve şasi topraklama veri yolları, ikincil güç kaynağında bir noktada birbirine bağlanır. RES'i tasarlarken yapısal bağlantı şemalarının hazırlanmasının tavsiye edildiğine dikkat edilmelidir.