Zaštita magnetnih polja može se izvesti na dva načina:
Zaštita feromagnetnim materijalima.
Zaštita vrtložnim strujama.
Prva metoda se obično koristi za skriniranje konstantnih MF i niskofrekventnih polja. Druga metoda pruža značajnu efikasnost u zaštiti MP visoka frekvencija. Zbog skin efekta, gustine vrtložne struje i jačine naizmenične struje magnetsko polje kako se produbljuje u metal, pada prema eksponencijalnom zakonu:
Smanjenje polja i struje, što se naziva ekvivalentna dubina penetracije.
Što je dubina prodiranja manja, to je veća struja koja teče u površinskim slojevima ekrana, to je veći inverzni MF koji on stvara, a koji pomiče vanjsko polje izvora hvatanja iz prostora koji zauzima ekran. Ako je štit napravljen od nemagnetnog materijala, tada će efekt zaštite ovisiti samo o specifičnoj vodljivosti materijala i frekvenciji zaštitnog polja. Ako je ekran napravljen od feromagnetnog materijala, tada će, uz ostale jednake stvari, u njemu biti indukovano veliko e vanjskim poljem. d.s. zbog veće koncentracije linija magnetnog polja. Uz istu provodljivost materijala, vrtložne struje će se povećati, što će rezultirati manjom dubinom prodiranja i boljim efektom zaštite.
Prilikom odabira debljine i materijala sita ne treba polaziti od električnih svojstava materijala, već se voditi računa o mehaničkoj čvrstoći, težini, krutosti, otpornosti na koroziju, lakoći spajanja pojedinih dijelova i uspostavljanju prijelaznih kontakata između njih. sa niskim otporom, lakoćom lemljenja, zavarivanja i tako dalje.
Iz podataka u tabeli može se vidjeti da za frekvencije iznad 10 MHz, bakarni, a još više srebrni filmovi debljine oko 0,1 mm daju značajan efekt zaštite. Stoga je na frekvencijama iznad 10 MHz sasvim prihvatljivo koristiti ekrane od getinaksa obloženog folijom ili fiberglasa. Na visokim frekvencijama, čelik daje veći efekat zaštite od nemagnetnih metala. Međutim, treba imati na umu da takvi ekrani mogu unijeti značajne gubitke u zaštićena kola zbog velikih otpornost i fenomen histereze. Stoga su takvi ekrani primjenjivi samo u slučajevima kada se gubitak umetanja može zanemariti. Takođe, radi veće efikasnosti zaštite, ekran mora imati manji magnetni otpor od vazduha, tada linije magnetnog polja teže da prolaze duž zidova ekrana i da u manjem broju prodiru u prostor izvan ekrana. Takav ekran je podjednako pogodan za zaštitu od djelovanja magnetnog polja i za zaštitu vanjskog prostora od utjecaja magnetskog polja koje stvara izvor unutar ekrana.
Postoji mnogo vrsta čelika i permaloja sa različitim vrijednostima magnetne permeabilnosti, tako da je za svaki materijal potrebno izračunati vrijednost dubine prodiranja. Proračun se vrši prema približnoj jednačini:
1) Zaštita od vanjskog magnetnog polja
Magnetne linije sile vanjskog magnetskog polja (linije indukcije magnetskog interferentnog polja) će prolaziti uglavnom kroz debljinu zidova ekrana, koji ima mali magnetni otpor u odnosu na otpor prostora unutar ekrana. . Kao rezultat toga, vanjsko magnetsko polje interferencije neće utjecati na rad električnog kola.
2) Zaštita sopstvenog magnetnog polja
Takvo kraniranje se koristi ako je zadatak zaštititi vanjske električne krugove od utjecaja magnetskog polja stvorenog strujom zavojnice. Induktivnost L, odnosno kada je potrebno praktično lokalizirati interferenciju koju stvara induktivitet L, tada se takav problem rješava pomoću magnetskog ekrana, kao što je shematski prikazano na slici. Ovdje će se gotovo sve poljske linije polja induktora zatvoriti kroz debljinu zidova ekrana, a da se ne prelaze preko njih zbog činjenice da je magnetski otpor ekrana mnogo manji od otpora okolnog prostora.
3) Dvostruki ekran
U dvostrukom magnetnom ekranu može se zamisliti da će se dio magnetnih linija sile, koji nadilaze debljinu zidova jednog ekrana, zatvoriti kroz debljinu zidova drugog ekrana. Na isti način, može se zamisliti djelovanje dvostrukog magnetnog ekrana kada se lokaliziraju magnetske smetnje koje stvara element električnog kola smještenog unutar prvog (unutarnjeg) ekrana: najveći dio linija magnetskog polja (magnetne zalutale linije) će se zatvoriti kroz zidovi spoljašnjeg ekrana. Naravno, kod dvostrukih paravana potrebno je racionalno odabrati debljinu zidova i razmak između njih.
Ukupni koeficijent zaštite dostiže najveću vrijednost u slučajevima kada se debljina zida i razmak između sita povećavaju proporcionalno udaljenosti od središta ekrana, a razmak je geometrijska sredina debljina zida susjednih ekrana. . U ovom slučaju, faktor zaštite:
L = 20lg (H/Ne)
Izrada duplih sita u skladu sa ovom preporukom je praktično otežana iz tehnoloških razloga. Mnogo je svrsishodnije odabrati udaljenost između školjki uz zračni raspor sita, veću od debljine prvog sita, približno jednaku udaljenosti između steka prvog sita i ruba elementa zaštićenog kola (na primjer, zavojnice i induktori). Izbor jedne ili druge debljine zida magnetnog ekrana ne može se učiniti nedvosmislenim. Određuje se racionalna debljina zida. materijal štita, frekvenciju smetnji i specificirani faktor zaštite. Korisno je uzeti u obzir sljedeće.
1. Sa povećanjem frekvencije interferencije (frekvencije naizmjeničnog magnetskog polja interferencije), magnetna permeabilnost materijala opada i uzrokuje smanjenje zaštitnih svojstava ovih materijala, jer kako se magnetska permeabilnost smanjuje, otpornost na magnetne fluks koji vrši ekran se povećava. Po pravilu, smanjenje magnetske permeabilnosti sa povećanjem frekvencije je najintenzivnije za one magnetne materijale koji imaju najveću početnu magnetnu permeabilnost. Na primjer, električni lim sa niskom početnom magnetskom permeabilnosti malo mijenja vrijednost jx sa povećanjem frekvencije, a permaloj, koji ima velike početne vrijednosti magnetne permeabilnosti, vrlo je osjetljiv na povećanje frekvencije magnetskog polja. ; njegova magnetna permeabilnost naglo opada sa frekvencijom.
2. Kod magnetnih materijala koji su izloženi visokofrekventnom interferentnom magnetskom polju, vidljivo se manifestuje površinski efekat, odnosno pomeranje magnetnog fluksa na površinu zidova ekrana, što dovodi do povećanja magnetnog otpora ekrana. U takvim uvjetima, čini se gotovo beskorisnim povećavati debljinu zidova ekrana iznad onih vrijednosti koje zauzima magnetni tok na datoj frekvenciji. Takav zaključak je netačan, jer povećanje debljine stijenke dovodi do smanjenja magnetskog otpora ekrana čak i uz prisustvo površinskog efekta. U isto vrijeme treba uzeti u obzir i promjenu magnetne permeabilnosti. Budući da fenomen skin efekta u magnetnim materijalima obično postaje uočljiviji od smanjenja magnetne permeabilnosti u niskofrekventnom području, utjecaj oba faktora na izbor debljine stijenke ekrana bit će različit u različitim rasponima frekvencija magnetske interferencije. Po pravilu, smanjenje zaštitnih svojstava sa povećanjem frekvencije interferencije je izraženije kod štitova izrađenih od materijala visoke početne magnetske permeabilnosti. Navedene karakteristike magnetnih materijala daju osnovu za preporuke o izboru materijala i debljini stijenki magnetnih ekrana. Ove preporuke se mogu sažeti na sljedeći način:
A) ekrani od običnog električnog (transformatorskog) čelika, koji imaju nisku početnu magnetnu permeabilnost, mogu se, ako je potrebno, koristiti za obezbeđivanje malih koeficijenata ekranizacije (Ke 10); takvi ekrani pružaju gotovo konstantan faktor skrininga u prilično širokom frekvencijskom opsegu, do nekoliko desetina kiloherca; debljina takvih ekrana zavisi od frekvencije smetnji, a što je niža frekvencija, potrebna je veća debljina ekrana; na primjer, pri frekvenciji magnetskog polja interferencije od 50-100 Hz, debljina zidova ekrana trebala bi biti približno jednaka 2 mm; ako je potrebno povećanje faktora zaštite ili veća debljina štita, preporučljivo je koristiti više slojeva zaštite (dvostruki ili trostruki) manje debljine;
B) preporučljivo je koristiti sita od magnetnih materijala visoke početne permeabilnosti (npr. permaloja) ako je potrebno obezbijediti veliki faktor ekranizacije (Ke > 10) u relativno uskom frekvencijskom opsegu, a nije preporučljivo odabrati debljina svake ljuske magnetnog ekrana veća od 0,3-0,4 mm; efekat zaštite takvih ekrana počinje primetno da opada na frekvencijama iznad nekoliko stotina ili hiljada herca, u zavisnosti od početne permeabilnosti ovih materijala.
Sve što je gore rečeno o magnetnim štitovima vrijedi za slaba magnetna polja interferencije. Ako se ekran nalazi u blizini snažnih izvora smetnji i postoje magnetni fluksovi s velikom magnetskom indukcijom, tada je, kao što znate, potrebno uzeti u obzir promjenu magnetske dinamičke permeabilnosti ovisno o indukciji; potrebno je uzeti u obzir i gubitke u debljini ekrana. U praksi se ne susreću tako jaki izvori magnetnih polja smetnji, kod kojih bi se moralo voditi računa o njihovom uticaju na ekrane, izuzev nekih posebnih slučajeva koji ne omogućavaju radioamatersku praksu i normalnim uslovima rad radiotehničkih uređaja široke primjene.
Test
1. Sa magnetnom zaštitom, štit mora:
1) Poseduju manji magnetni otpor od vazduha
2) imaju magnetni otpor jednak vazduhu
3) imaju veći magnetni otpor od zraka
2. Prilikom zaštite magnetnog polja Uzemljenje štita:
1) Ne utiče na efikasnost zaštite
2) Povećava efikasnost magnetne zaštite
3) Smanjuje efikasnost magnetne zaštite
3. Na niskim frekvencijama (<100кГц) эффективность магнитного экранирования зависит от:
a) Debljina štita, b) Magnetna permeabilnost materijala, c) Udaljenost između štita i drugih magnetnih kola.
1) Samo a i b su tačni
2) Samo b i c su tačni
3) Samo a i b su tačni
4) Sve opcije su tačne
4. Magnetna zaštita na niskim frekvencijama koristi:
1) Bakar
2) Aluminijum
3) Permalloy.
5. Magnetna zaštita na visokim frekvencijama koristi:
1) Gvožđe
2) Permalloy
3) Bakar
6. Na visokim frekvencijama (>100 kHz), efikasnost magnetne zaštite ne zavisi od:
1) Debljina ekrana
2) Magnetna permeabilnost materijala
3) Udaljenosti između ekrana i drugih magnetnih kola.
Korištena literatura:
2. Semenenko, V.A. Sigurnost informacija/ V. A. Semenenko - Moskva, 2008
3. Yarochkin, V. I. Sigurnost informacija / V. I. Yarochkin - Moskva, 2000.
4. Demirchan, K.S. Teorijska osnova Elektrotehnika, svezak III / K. S. Demirchan S.-P, 2003
Podrazumijeva se da se magnetizacija feromagnetnih, paramagnetnih i dijamagnetnih tijela događa ne samo kada ih stavimo unutar solenoida, već općenito uvijek kada se supstanca stavi u magnetsko polje. U svim ovim slučajevima, magnetskom polju koje je postojalo prije unošenja neke supstance u njega dodaje se magnetsko polje zbog magnetizacije ove tvari, uslijed čega se magnetsko polje mijenja. Iz onoga što je rečeno u prethodnim paragrafima jasno je da se najjače promjene u polju dešavaju kada se u njega unesu feromagnetna tijela, posebno željezo. Vrlo je zgodno promatrati promjenu magnetnog polja oko feromagnetnih tijela koristeći obrazac linija polja dobivenog pomoću željeznih strugotina. Na sl. 281 pokazuje, na primjer, promjene uočene kada se unese komad željeza pravougaonog oblika u magnetno polje koje je prethodno bilo jednolično. Kao što vidimo, polje prestaje da bude homogeno i dobija kompleksan karakter; na nekim mjestima se povećava, na drugima slabi.
Rice. 281. Promjena magnetnog polja kada se u njega unese komad željeza
148.1. Kada se kompasi ugrađuju i kalibriraju na modernim brodovima, tada se vrše korekcije očitanja kompasa, ovisno o obliku i položaju dijelova broda i o položaju kompasa na njemu. Objasnite zašto je to potrebno. Da li korekcije ovise o vrsti čelika korištenom u konstrukciji broda?
148.2. Zašto su brodovi opremljeni ekspedicijama za proučavanje Zemljinog magnetnog polja izgrađeni ne od čelika, već od drveta, a bakreni vijci se koriste za pričvršćivanje kože?
Slika koja se uočava kada se zatvorena gvozdena posuda, kao što je šuplja kugla, unese u magnetsko polje, veoma je zanimljiva i praktično važna. Kao što se može vidjeti sa sl. 282, kao rezultat dodavanja vanjskog magnetskog polja polju magnetiziranog željeza, polje u unutrašnjem dijelu lopte gotovo nestaje. Ovo se koristi za stvaranje magnetske zaštite ili magnetne zaštite, odnosno za zaštitu određenih uređaja od djelovanja vanjskog magnetskog polja.
Rice. 282. Šuplja željezna kugla se uvodi u jednolično magnetsko polje.
Slika koju posmatramo pri stvaranju magnetne zaštite izgleda kao stvaranje elektrostatičke zaštite pomoću provodljivog omotača. Međutim, postoji fundamentalna razlika između ovih fenomena. U slučaju elektrostatičke zaštite, metalni zidovi mogu biti proizvoljno tanki. Dovoljno je, na primjer, posrebriti površinu staklena posuda postavljen u električno polje tako da unutar posude nema polja koje se lomi o površinu metala. U slučaju magnetnog polja, tanki željezni zidovi nisu zaštita za unutrašnji prostor: magnetna polja prolaze kroz željezo, a unutar posude se pojavljuje određeno magnetno polje. Samo s dovoljno debelim željeznim zidovima slabljenje polja unutar šupljine može postati toliko snažno da magnetna zaštita dobiva praktični značaj, iako u ovom slučaju polje unutar šupljine nije potpuno uništeno. I u ovom slučaju, slabljenje polja nije rezultat njegovog loma na površini željeza; linije magnetnog polja se nikako ne prekidaju, već ostaju zatvorene kao i prije, prolazeći kroz željezo. Prikazujući grafički distribuciju linija magnetnog polja u debljini gvožđa iu šupljini, dobijamo sliku (sl. 283), koja pokazuje da je slabljenje polja unutar šupljine rezultat promene smera linije polja, a ne njihov prekid.
MAGNETNI SHIELDING
MAGNETNI SHIELDING
(magnetna) - zaštita objekta od djelovanja magneta. polja (konstantna i varijabilna). Moderna Istraživanja u brojnim oblastima nauke (fizika, geologija, paleontologija, biomagnetizam) i tehnologije (svemirska istraživanja, nuklearna energija, nauka o materijalima) često se povezuju sa merenjima veoma slabih magneta. polja ~10 -14 -10 -9 T u širokom frekventnom opsegu. Eksterna magnetna polja (na primjer, Zemlja Tl sa Tl šumom, magneti iz električnih mreža i gradskog transporta) stvaraju jake smetnje u radu visoko osjetljivog uređaja. magnetometrijski oprema. Smanjenje uticaja magneta. polja u jak stepen određuje mogućnost držanja magneta. mjerenja (vidi npr. Magnetna polja bioloških objekata). Među metodama M. e. najčešći su sljedeći.
Zaštitni šuplji cilindar od feromagnetne materije sa ( 1 -
lok. cilindar, 2
-interni površina). Preostali magnetni 
polje unutar cilindra
feromagnetni štit- lim, cilindar, kugla (ili k.-l. različitog oblika) od materijala visokog magnetna permeabilnost m niska zaostala indukcija U r i mali koercitivna sila N s. Princip rada takvog ekrana može se ilustrirati na primjeru šupljeg cilindra smještenog u homogeno magnetsko polje. polje (sl.). Indukcijski vodovi ekst. magn. polja B eksterno, pri prelasku iz sredine c u materijal sita, primetno se zgušnjavaju, a u šupljini cilindra gustoća indukcionih linija opada, odnosno polje unutar cilindra je oslabljeno. Slabljenje polja opisuje f-loy
gdje D- prečnik cilindra, d- debljina njenog zida, - magn. propusnost zidnog materijala. Za proračun efikasnosti M. e. zapremine dif. konfiguracije često koriste f-lu
gdje je radijus ekvivalentne sfere (praktično uporediti veličinu ekrana u tri međusobno okomita smjera, budući da oblik ekrana malo utiče na efikasnost ME).
Iz fl (1) i (2) proizilazi da je upotreba materijala sa visokom magnetnošću. permeabilnost [kao što je permalloy (36-85% Ni, ostatak Fe i dodaci) ili mu-metal (72-76% Ni, 5% Cu, 2% Cr, 1% Mn, ostatak Fe)] značajno poboljšava kvalitet sita (za gvožđe). Naizgled očigledan način poboljšanja zaštite zadebljanjem zida nije optimalan. Višeslojni ekrani sa razmacima između slojeva rade efikasnije, za šta su koeficijenti. oklop je jednak proizvodu koeficijenta. za dep. slojeva. Radi se o višeslojnim ekranima (vanjski slojevi magnetnih materijala koji su zasićeni na visoke vrijednosti IN, unutrašnje - od permaloja ili mu-metala) čine osnovu za izgradnju magnetno zaštićenih prostorija za biomagnetska, paleomagnetska i dr. istraživanja. Treba napomenuti da je aplikacija zaštitni materijali permalloy tip je povezan s nizom poteškoća, posebno s činjenicom da njihova magn. svojstva pod deformacijama i sredstvima. grijanje se pogoršava, praktički ne dopuštaju zavarivanje, što znači. krivine i sl. mehanički. opterećenja. U modernom magn. ekrani su široko korišteni feromagneti. metalne čaše(metglasses), bliske magnetne. svojstva na permaloju, ali ne toliko osjetljiva na mehanička. uticaji. Tkanina tkana od traka metglasa omogućava proizvodnju mekih magneta. sita proizvoljnog oblika, a višeslojno prosijavanje ovim materijalom je mnogo jednostavnije i jeftinije.
Ekrani izrađeni od visoko provodljivog materijala(Cu, A1, itd.) služe za zaštitu od magnetnih varijabli. polja. Prilikom promjene eksterne magn. polja u zidovima ekrana nastaju indukcija. struje, to-rye pokrivaju oklopljeni volumen. Magn. polje ovih struja je usmjereno suprotno od ekst. perturbaciju i djelimično je kompenzira. Za frekvencije iznad 1 Hz, koeficijent shielding TO raste proporcionalno učestalosti:
gdje - magnetna konstanta,
-
električna provodljivost zidnog materijala, L- veličina ekrana, - debljina zida, f- kružna frekvencija.
Magn. ekrani od Cu i Al su manje efikasni od feromagnetnih, posebno u slučaju niskofrekventnih el.-magneta. polja, ali jednostavnost proizvodnje i niska cijena često ih čine poželjnijim za upotrebu.
supravodljivi ekrani. Djelovanje ove vrste ekrana se zasniva na Meissnerov efekat - potpuni pomak magneta. polja iz superprovodnika. Uz bilo kakvu promjenu u eksternom magn. protoka u supravodnicima, nastaju struje koje, u skladu sa Lenzovo pravilo nadoknaditi ove promjene. Za razliku od konvencionalnih provodnika u supravodnicima, indukcija struje ne opadaju i stoga kompenzuju promjenu fluksa tokom cijelog vijeka trajanja ekst. polja. Činjenica da supravodljivi ekrani mogu raditi na vrlo niskoj temp-pax i poljima koja ne prelaze kritična. vrijednosti (vidi kritično magnetno polje), dovodi do značajnih poteškoća u projektovanju velikih magnetno zaštićenih "toplih" volumena. Međutim, otkriće oksidni visokotemperaturni superprovodnici(OVS), koju su izradili J. Bednorz i K. Müller (J. G. Bednorz, K. A. Miiller, 1986), stvara nove mogućnosti u korištenju supravodljivih magneta. ekrani. Očigledno, nakon savladavanja tehnološkog. Poteškoće u proizvodnji OVS-a, koristiće se supravodljivi ekrani od materijala koji postaju supravodnici na temperaturi ključanja azota (i, u budućnosti, eventualno na sobnoj temperaturi).
Treba napomenuti da je unutar volumena magnetski zaštićenog supravodnikom očuvano zaostalo polje koje je u njemu postojalo u trenutku prelaska materijala ekrana u supravodljivo stanje. Da biste smanjili ovo zaostalo polje, potrebno je uzeti specijalne. . Na primjer, da se ekran prebaci u supravodljivo stanje pri malom magnetskom polju u poređenju sa zemaljskim. polje u zaštićenom volumenu ili koristiti metodu "nabubrenja ekrana", u kojoj se ljuska ekrana u presavijenom obliku prenosi u supravodljivo stanje, a zatim ispravlja. Takve mjere omogućavaju, za sada, u malim količinama, ograničenim supravodljivim ekranima, da se zaostala polja smanje na vrijednost T.
Aktivna zaštita od ometanja izvedeno uz pomoć kompenzacijskih zavojnica koje stvaraju magnet. polje jednako po veličini i suprotno u pravcu od interferentnog polja. Algebarski zbrajajući, ova polja se međusobno kompenzuju. Naib. Poznati su Helmholtzovi kalemovi, koji su dva identična koaksijalna kružna zavojnica sa strujom, razmaknuta za udaljenost jednaku polumjeru zavojnica. Dovoljno homogena magnetna. polje se stvara u centru između njih. Za kompenzaciju za tri mjesta. komponente zahtijevaju najmanje tri para zavojnica. Postoji mnogo varijanti ovakvih sistema, a njihov izbor je određen specifičnim zahtjevima.
Sistem aktivne zaštite se obično koristi za suzbijanje niskofrekventnih smetnji (u frekvencijskom opsegu 0-50 Hz). Jedno od njenih imenovanja je post kompenzacija. magn. polja Zemlje, koja zahtijevaju visoko stabilne i snažne izvore struje; drugi je kompenzacija za magnetne varijacije. polja, za koja se mogu koristiti slabiji izvori struje kontrolirani magnetnim senzorima. polja, npr. magnetometri visoka osjetljivost - lignje ili fluxgates. U velikoj mjeri, potpunost kompenzacije određuju ovi senzori.
Postoji bitna razlika između aktivne zaštite i magnetske. ekrani. Magn. ekrani eliminišu šum u celoj zapremini ograničenoj ekranom, dok aktivna zaštita eliminiše smetnje samo u lokalnom području.
Svi sistemi za suzbijanje magneta za smetnje je potrebna antivibracija. zaštita. Vibracije ekrana i magnetnih senzora. sama polja mogu postati izvor komplementa. smetnje.
Lit.: Rose-Ince A., Roderick E., Uvod u fiziku supravodljivosti, trans. sa engleskog, M., 1972; Stamberger G. A., Uređaji za stvaranje slabih konstantnih magnetnih polja, Novosib., 1972; Vvedensky V. L., Ozhogin V. I., Supersenzitivna magnetometrija i biomagnetizam, M., 1986; Bednorz J. G., Muller K. A., Moguća visoka Tc supravodljivost u sistemu Ba-La-Cr-O, "Z. Phys.", 1986, Bd 64, S. 189. S. P. Naurzakov.
Fizička enciklopedija. U 5 tomova. - M.: Sovjetska enciklopedija. Glavni urednik A. M. Prokhorov. 1988 .
Pogledajte šta je "MAGNETNA ZAŠTITA" u drugim rječnicima:
magnetna zaštita- Ograda od magnetnih materijala koja okružuje mjesto ugradnje magnetnog kompasa i značajno smanjuje magnetsko polje u ovoj zoni. [GOST R 52682 2006] Teme navigacije, nadzora, upravljanja EN magnetni ekran DE… … Priručnik tehničkog prevodioca
magnetna zaštita
Zaštita od magnetnih polja ekranima od feromagnetnih materijala sa niskim vrednostima preostale indukcije i koercitivne sile, ali sa visokom magnetnom permeabilnosti… Veliki enciklopedijski rječnik
Zaštita od magnetnog polja sa štitovima od feromagnetnih materijala sa niskim vrednostima zaostale indukcije i koercitivne sile, ali sa visokom magnetnom permeabilnosti. * * * ZAŠTITNI MAGNETNI ZAŠTITNI MAGNETNI, zaštita od… … enciklopedijski rječnik
Magnetna zaštita polja pomoću feromagnetnih ekrana. materijala sa niskim vrijednostima zaostale indukcije i koercitivne sile, ali sa visokim magn. propusnost... Prirodna nauka. enciklopedijski rječnik
Termin moment u primjeni na atome i atomska jezgra može značiti sljedeće: 1) spin moment, ili spin, 2) magnetni dipolni moment, 3) električni kvadrupolni moment, 4) drugi električni i magnetni momenti. različite vrste… … Collier Encyclopedia
- (biomagnetizam m). Vitalnu aktivnost svakog organizma prati protok vrlo slabih električnih struja unutar njega. struje biostruja (nastaju kao rezultat električne aktivnosti ćelija, uglavnom mišića i nerava). Biostruje stvaraju magn. polje… … Physical Encyclopedia
blindage magnetic- magnetinis ekranavimas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. magnetno skrining vok. magnetische Abschirmung, f rus. magnetna zaštita, n pranc. blindage magnétique, m … Fizikos terminų žodynas
magnetno skrining- magnetinis ekranavimas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. magnetno skrining vok. magnetische Abschirmung, f rus. magnetna zaštita, n pranc. blindage magnétique, m … Fizikos terminų žodynas
magnetinis ekranavimas- statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. magnetno skrining vok. magnetische Abschirmung, f rus. magnetna zaštita, n pranc. blindage magnétique, m … Fizikos terminų žodynas
Kako da učinim da dva magneta jedan pored drugog ne osjećaju prisutnost jedan drugog? Koji materijal treba postaviti između njih da linije magnetskog polja jednog magneta ne bi došle do drugog magneta?
Ovo pitanje nije tako trivijalno kao što se na prvi pogled čini. Moramo stvarno izolirati dva magneta. Odnosno, tako da se ova dva magneta mogu rotirati na različite načine i pomicati na različite načine jedan u odnosu na drugi, a ipak se svaki od ovih magneta ponaša kao da nema drugog magneta u blizini. Stoga, bilo kakvi trikovi sa postavljanjem trećeg magneta ili feromagneta pored njega, kako bi se stvorila neka posebna konfiguracija magnetnih polja sa kompenzacijom za sva magnetna polja u jednoj tački, u osnovi ne funkcioniraju.
Diamagnet???
Ponekad se pogrešno misli da takav izolator magnetskog polja može poslužiti kao dijamagnetski. Ali to nije istina. Dijamagnet zapravo slabi magnetsko polje. Ali ono slabi magnetsko polje samo u debljini samog dijamagneta, unutar dijamagneta. Zbog toga mnogi pogrešno misle da ako se jedan ili oba magneta zazidaju u komad dijamagneta, tada će, navodno, oslabiti njihova privlačnost ili odbijanje.
Ali ovo nije rješenje problema. Prvo, linije sile jednog magneta će i dalje doseći drugi magnet, odnosno magnetsko polje se samo smanjuje u debljini dijamagneta, ali ne nestaje u potpunosti. Drugo, ako su magneti zazidani u debljini dijamagneta, onda ih ne možemo pomicati i rotirati jedan u odnosu na drugi.
A ako napravite samo ravan ekran od dijamagneta, onda će ovaj ekran propuštati magnetno polje kroz sebe. Štaviše, iza ovog ekrana magnetno polje će biti potpuno isto kao da ovaj dijamagnetski ekran uopšte ne postoji.
Ovo sugerira da čak i magneti utisnuti u dijamagnet neće osjetiti slabljenje magnetskog polja međusobno. Zaista, tamo gdje postoji magnet u zidu, jednostavno nema dijamagneta u volumenu ovog magneta. A budući da nema dijamagneta na mjestu gdje se imuni magnet nalazi, to znači da oba ugradbena magneta zapravo međusobno djeluju na isti način kao da nisu ugrađena u dijamagnet. Dijamagnet oko ovih magneta je isto tako beskorisan kao i ravan dijamagnetski ekran između magneta.
Idealan dijamagnet
Potreban nam je materijal koji, općenito, ne bi propuštao kroz sebe linije sile magnetskog polja. Neophodno je da se linije sile magnetskog polja potisnu iz takvog materijala. Ako linije sile magnetskog polja prolaze kroz materijal, onda iza ekrana od takvog materijala u potpunosti obnavljaju svu svoju snagu. Ovo slijedi iz zakona održanja magnetskog fluksa.
U dijamagnetu, do slabljenja vanjskog magnetskog polja dolazi zbog induciranog unutrašnjeg magnetnog polja. Ovo indukovano magnetsko polje stvaraju kružne struje elektrona unutar atoma. Kada se uključi vanjsko magnetsko polje, elektroni u atomima moraju početi da se kreću oko linija sile vanjskog magnetnog polja. Ovo inducirano kružno kretanje elektrona u atomima stvara dodatno magnetsko polje, koje je uvijek usmjereno protiv vanjskog magnetnog polja. Stoga, ukupno magnetno polje unutar dijamagneta postaje manje nego izvan.
Ali ne postoji potpuna kompenzacija spoljašnjeg polja zbog indukovanog unutrašnjeg polja. Nema dovoljno snage kružne struje u atomima dijamagneta da bi se stvorilo potpuno isto magnetno polje kao vanjsko magnetsko polje. Stoga linije sile vanjskog magnetskog polja ostaju u debljini dijamagneta. Spoljašnje magnetsko polje, takoreći, "probija" materijal dijamagneta kroz i kroz.
Jedini materijal koji istiskuje linije magnetnog polja je supravodnik. U supravodniku, vanjsko magnetsko polje inducira takve kružne struje oko linija sile vanjskog polja koje stvaraju suprotno usmjereno magnetsko polje tačno jednako vanjskom magnetskom polju. U tom smislu, superprovodnik je idealan dijamagnet.
Na površini supravodiča, vektor magnetskog polja je uvijek usmjeren duž ove površine, tangencijalno na površinu supravodljivog tijela. Na površini supravodiča, vektor magnetskog polja nema komponentu usmjerenu okomito na površinu supravodiča. Stoga, linije sile magnetskog polja uvijek idu oko supravodljivog tijela bilo kojeg oblika.
Savijanje oko supravodiča pomoću linija magnetnog polja
Ali to uopće ne znači da ako se supravodljivi ekran postavi između dva magneta, onda će to riješiti problem. Činjenica je da će linije sile magnetskog polja magneta ići na drugi magnet, zaobilazeći ekran od supravodiča. Stoga će od ravnog supravodljivog ekrana doći samo do slabljenja utjecaja magneta jedni na druge.
Ovo slabljenje interakcije dva magneta zavisiće od toga koliko se povećala dužina linije polja koja povezuje dva magneta jedan sa drugim. Što je veća dužina spojnih linija sile, to je manja interakcija dva magneta jedan s drugim.
Ovo je potpuno isti efekat kao da povećate rastojanje između magneta bez ikakvog supravodljivog ekrana. Ako povećate udaljenost između magneta, tada se povećava i dužina linija magnetnog polja.
To znači da je za povećanje dužine linija sile koje spajaju dva magneta zaobilazeći supravodljivi ekran, potrebno povećati dimenzije ovog ravnog ekrana i po dužini i po širini. To će dovesti do povećanja dužine zaobilaženja linija polja. I što su dimenzije ravnog ekrana veće u poređenju sa rastojanjem između magneta, interakcija između magneta postaje manja.
Interakcija između magneta potpuno nestaje tek kada obje dimenzije ravnog supravodljivog ekrana postanu beskonačne. Ovo je analogno situaciji kada su magneti bili razdvojeni na beskonačno velikoj udaljenosti, pa je stoga dužina linija magnetskog polja koje ih povezuju postala beskonačna.
Teoretski, ovo, naravno, u potpunosti rješava problem. Ali u praksi, ne možemo napraviti supravodljivi ravan ekran beskonačnih dimenzija. Želio bih imati rješenje koje se može primijeniti u laboratoriji ili u proizvodnji. (Pro uslove za život više nema sumnje, jer je nemoguće napraviti supravodič u svakodnevnom životu.)
Podjela prostora supravodičem
Na drugi način, ravan ekran beskonačnih dimenzija može se tumačiti kao razdjelnik cijelog trodimenzionalnog prostora na dva dijela koji nisu međusobno povezani. Ali prostor se može podijeliti na dva dijela ne samo ravnim ekranom beskonačnih dimenzija. Svaka zatvorena površina također dijeli prostor na dva dijela, na volumen unutar zatvorene površine i volumen izvan zatvorene površine. Na primjer, bilo koja sfera dijeli prostor na dva dijela: loptu unutar sfere i sve van.
Stoga je supravodljiva sfera idealan izolator magnetnog polja. Ako se magnet stavi u takvu supravodljivu sferu, onda nijedan instrument nikada ne može otkriti postoji li magnet unutar ove sfere ili ne.
I obrnuto, ako ste smješteni unutar takve sfere, onda vanjska magnetna polja neće djelovati na vas. Na primjer, Zemljino magnetsko polje će biti nemoguće otkriti unutar takve supravodljive sfere bilo kojim instrumentom. Unutar takve supravodljive sfere biće moguće detektovati samo magnetno polje onih magneta koji će se takođe nalaziti unutar ove sfere.
Dakle, da dva magneta ne bi međusobno djelovali, jedan od ovih magneta mora biti smješten unutar supravodljive sfere, a drugi ostavljen van. Tada će magnetsko polje prvog magneta biti potpuno koncentrisano unutar sfere i neće ići dalje od ove sfere. Stoga, drugi magnet neće biti dobrodošao od prvog. Slično, magnetno polje drugog magneta neće moći da se popne unutar supravodljive sfere. I tako prvi magnet neće osjetiti blisko prisustvo drugog magneta.
Konačno, oba magneta možemo rotirati i pomicati na bilo koji način jedan u odnosu na drugi. Istina, prvi magnet je u svom kretanju ograničen radijusom supravodljive sfere. Ali tako izgleda. Zapravo, interakcija dva magneta ovisi samo o njihovom relativnom položaju i njihovim rotacijama oko centra gravitacije odgovarajućeg magneta. Stoga je dovoljno da se težište prvog magneta smjesti u centar sfere, a ishodište koordinata na isto mjesto u centru sfere. Sve moguće opcije za lokaciju magneta će odrediti samo svi moguće opcije lokacija drugog magneta u odnosu na prvi magnet i njihovi uglovi rotacije oko njihovih centara mase.
Naravno, umjesto kugle, možete uzeti bilo koji drugi oblik površine, na primjer, elipsoid ili površinu u obliku kutije itd. Kad bi samo podijelila prostor na dva dijela. Odnosno, na ovoj površini ne bi trebalo biti rupa kroz koju može puzati linija polja, koji će povezati unutrašnje i vanjske magnete.
Zaštita od magnetnog polja.
shunt metoda. - Metoda ekrana magnetnog polja.
Metoda ranžiranja magnetnim poljem Primjenjuje se za zaštitu od konstantnog i sporo promjenjivog naizmjeničnog magnetnog polja. Ekrani se izrađuju od feromagnetnih materijala sa visokom relativnom magnetskom permeabilnosti (čelik, permaloja). U prisustvu ekrana, linije magnetne indukcije prolaze uglavnom duž njegovih zidova, koji imaju nisku magnetnu otpornost u odnosu na vazdušni prostor unutar ekrana. Što je ekran deblji i što je manje šavova, spojeva, to je zaštita efikasnija. Metoda pomaka ekrana koristi se za zaštitu naizmjeničnih visokofrekventnih magnetnih polja. U ovom slučaju se koriste ekrani od nemagnetnih metala. Zaštita se zasniva na fenomenu indukcije.
Ako stavite bakreni cilindar na putanju jednako promjenjivog magnetskog mola, u kojem se pobuđuju naizmjenične vrtložne indukcijske struje (Foucaultove struje). Magnetno polje ovih struja će biti zatvoreno; unutar cilindra će biti usmjeren prema uzbudljivom polju, a izvan njega u istom smjeru kao i uzbudljivo polje. Rezultirajuće polje je oslabljeno u blizini cilindra i ojačano izvan njega, tj. dolazi do pomeranja polja iz prostora koji zauzima cilindar, što je njegov ekranski efekat, koji će biti efikasniji što je manji električni otpor cilindra, tj. što više vrtložnih struja teče kroz njega.
Zbog površinskog efekta („efekta kože“), gustina vrtložnih struja i intenzitet naizmjeničnog magnetnog polja, kako ulaze dublje u metal, padaju po eksponencijalnom zakonu.
Gdje 
μ je relativna magnetna permeabilnost materijala; μ˳ – vakuumska magnetna permeabilnost jednaka 1,25*108 h*cm-1; ρ je otpornost materijala, Ohm*cm; ƒ – frekvencija, Hz.
Za nemagnetni materijal, μ = 1. A efekat zaštite je određen samo ƒ i ρ.
Zaštita je aktivna metoda zaštite informacija. Zaštita magnetnog polja (magnetostatska zaštita) se koristi kada je potrebno suzbiti hvatanje na niskim frekvencijama od 0 do 3..10 kHz. Efikasnost magnetostatske zaštite povećava se upotrebom višeslojnih štitova.
Efikasnost magnetne zaštite zavisi od frekvencije i električnih svojstava materijala štita. Što je frekvencija niža, ekran deluje slabije, to ga treba učiniti debljim da bi se postigao isti efekat skrininga. Za visoke frekvencije, počevši od srednjeg opsega talasa, veoma je efikasan ekran napravljen od bilo kog metala debljine 0,5 ... 1,5 mm. Prilikom odabira debljine i materijala ekrana treba uzeti u obzir mehaničku čvrstoću, krutost, otpornost na koroziju, pogodnost spajanja pojedinih dijelova i stvaranje prijelaznih kontakata sa malim otporom između njih, pogodnost lemljenja, zavarivanja itd. Za frekvencije iznad 10 MHz, bakarni i posebno srebrni film veći od 0,1 mm daje značajan efekat zaštite. Stoga je na frekvencijama iznad 10 MHz sasvim prihvatljivo koristiti ekrane od folijskog getinaksa ili drugog izolacionog materijala presvučenog bakrom ili srebrom. Za proizvodnju ekrana koriste se: metalni materijali, dielektrični materijali, stakla sa provodljivim premazom, specijalne metalizirane tkanine, provodljive boje. Metalni materijali (čelik, bakar, aluminijum, cink, mesing) koji se koriste za zaštitu izrađuju se u obliku limova, mreža i folija.
Svi ovi materijali ispunjavaju zahtjeve za otpornost na koroziju kada se koriste sa odgovarajućim zaštitnim premazima. Tehnološki najnapredniji su dizajni čeličnih sita, jer se zavarivanje ili lemljenje mogu široko koristiti u njihovoj proizvodnji i ugradnji. metalni limovi moraju biti međusobno električno povezani po cijelom perimetru. Šav električnog zavarivanja ili lemljenja mora biti kontinuiran da bi se dobila potpuno zavarena konstrukcija štita. Debljina čelika se bira na osnovu namjene dizajna sita i uslova za njegovu montažu, kao i na osnovu mogućnosti obezbjeđenja čvrstog zavarivanja tokom proizvodnje. Čelični ekrani obezbeđuju slabljenje elektromagnetnog zračenja za više od 100 dB. Mrežasti ekrani su lakši za proizvodnju, jednostavni za montažu i rukovanje. Za zaštitu od korozije, preporučljivo je prekriti mrežu antikorozivnim lakom. Nedostaci mrežastih sita uključuju nisku mehaničku čvrstoću i nižu efikasnost zaštite u odnosu na ploče. Za mrežaste ekrane prikladan je bilo koji dizajn šava koji osigurava dobar električni kontakt između susjednih mrežastih panela najmanje svakih 10-15 mm. U tu svrhu se može koristiti lemljenje ili točkasto zavarivanje. Zaslon od pokalajisane niskougljične čelične mreže sa ćelijom od 2,5-3 mm daje prigušenje reda veličine 55-60 dB, a od istog dvostrukog (sa razmakom između vanjskog i unutrašnje mreže 100 mm) oko 90 dB. Ekran, napravljen od jedne bakarne mreže sa ćelijom od 2,5 mm, ima slabljenje reda 65-70 dB