Экранирование в переменном магнитном поле

Явление затухания электромагнитной волны в поверхностном слое металла используется для экранировки в переменном электромагнитном поле.

Электромагнитные экраны представляют собой полые цилиндрические, сферические или прямоугольные оболочки, внутрь которых помещается экранируемое устройство (например, катушка индуктивности, измерительный прибор и т.п.).

Экран выполняет две функции:

· защищает устройство, заключенное в экран, от влияния внешнего по отношению к экрану электромагнитного поля.

· защищает внешнее по отношению к экрану пространство от электромагнитного поля, создаваемого устройством, заключенным в экран.

Поскольку на расстоянии, равном длине волны в металле, электромагнитная волна почти полностью затухает, то для хорошей экранировки толщина стенки экрана должна быть примерно равна длине волны в металле.

Сравним принципы экранирования в электростатическом, в магнитном и электромагнитном полях.

Электростатическое экранирование основано на компенсации внешнего поля полем зарядов, выявившихся на стенках экрана вследствие электростатической индукции.

Толщина стенок экрана при электростатическом экранировании в отличие от экранирования в магнитном и электромагнитном полях может быть сколь угодно малой.

Экранирование в магнитном поле постоянного тока основано, грубо говоря, на том, что силовые линии магнитного поля преимущественно проходят по участкам с меньшим магнитным сопротивлением (по стенкам экрана).

Экранирование в электромагнитном поле основано на том, что электромагнитная волна, проникающая в стенки экрана, быстро затухает, расходуя энергию на покрытие потерь, обусловленных вихревыми токами в стенках экрана.

Вопросы для самопроверки

1. Какова скорость распространения электромагнитной волны в диэлектрике?

2. Какова скорость распространения электромагнитной волны в проводящей среде?

3. Какой угол в пространстве составляют векторы и падающей волны и на какой угол смещены во времени их мгновенные значения?

4. От чего зависит волновое сопротивление в диэлектрике?

5. Во сколько раз модуль вектора падающей волны на поверхности больше, чем модуль вектора на глубине проникновения.

6. В чем заключается магнитный поверхностный эффект?

7. Сформулируйте понятие электрического поверхностного эффекта.

8. Каково соотношение активных сопротивлений с учетом и без учета поверхностного эффекта?

9. В чем различие между магнитным и электрическим поверхностными эффектами?

10. В чем заключается эффект близости?

11. Какой экран лучше экранирует в переменном поле — медный или алюминиевый (при прочих равных условиях)?

12. На чем основан эффект экранирования в переменном электромагнитном поле?

Приложение 1.