[拼音]:dianci pingbi
[外文]:electromagnetic shielding
排除或抑制电磁干扰的措施。抑制干扰是无线电广播、电子仪器设备的设计和制造以及电磁测量中的一个重要课题。屏蔽装置有双重作用,一是防止或抑制外来的电磁干扰,另一是防止或抑制系统本身产生的电磁场对外界的干扰。
静电屏蔽排除或抑制静电场干扰的措施。接地的封闭金属壳是一种良好的静电屏蔽装置。图1表示接地的封闭金属壳把空间分割成壳内和壳外两个区域,金属壳维持在零电位。根据静电场的唯一性定理,可以证明:金属壳内的电场仅由壳内的带电体和壳的电位所确定,与壳外的电荷分布无关。当壳外电荷分布变化时,壳层外表面上的电荷分布随之变化,以保证壳内电场分布不变。因此,金属壳对内部区域具有屏蔽作用。壳外的电场仅由壳外的带电体和金属壳的电位以及无限远处的电位所确定,与壳内电荷分布无关。当壳内电荷分布改变时,壳层内表面的电荷分布随之变化,以保证壳外电场分布不变。因此,接地的金属壳对外部区域也具有屏蔽作用。在静电屏蔽中,金属壳接地是十分重要的。当壳内或壳外区域中的电荷分布变化时,通过接地线,电荷在壳层外表面和大地之间重新分布,以保证壳层电势恒定。从物理图像上看,因为在静电平衡时,金属内部不存在电场,壳内外的电力线被金属隔断,彼此无联系,因此,导体壳有隔离壳内外静电相互作用的效应。
![图](/d/bkimg/2022110802/51kihoccz54.webp)
如果金属壳未完全封闭,壳上开有孔或缝,也同样具有静电屏蔽作用。在许多实际应用中,静电屏蔽装置常常是用金属丝编织成的金属网代替闭合的金属壳,即使一块金属板,一根金属线,亦有一定的静电屏蔽作用,只是屏蔽的效果不如金属壳。
静电屏蔽装置对缓慢变化的电场也有屏蔽作用。为了提高对变化电场的屏蔽效果,屏蔽物的电导率应大,接地线要短,与地的接触要良好。
静磁屏蔽排除或抑制静磁干扰的措施。用磁导率很大的铁磁材料制成的空腔是一种良好的静磁屏蔽装置。把一高磁导率的材料制成的球壳放在磁场中,磁场的磁感应线发生畸变,图2为高磁导率材料的球壳放在均匀磁场中,球壳内外磁感应线的分布情况。根据磁场的边界条件,磁感应强度的法向分量是连续的,在没有面电流的界面上,磁场强度的切向分量是连续的,即μ1H1n=μ2H2n,H1t=H2t。若壳层外部的媒质的磁导率μ1比壳层材料的磁导率μ2小得多,则H1nH2n即在壳外,磁场强度的法向分量非常大(除H平行于界面这种例外情况),磁场强度差不多与壳表面垂直,而壳层内部,磁场强度的法向分量非常小。结果,磁感应线聚集在壳层中,空腔中的磁场非常弱。壳层材料的磁导率μ越大,空腔中的磁场越弱,在μ趋向无限大的极限情况下,空腔中的磁感应强度B趋于零,球壳完全屏蔽了磁场对腔内部空间的作用。在静磁情况下,磁感应线密集在壳层内的作用,是通过球壳表面诱导出的磁化电流产生的附加磁场与外磁场相叠加来实现的。静磁屏蔽的原理也可以用磁路定律的概念来说明。因为壳层的磁导率比周围空气的磁导率大得多,壳层壁的磁阻比较小,因而磁通主要集中在壳层内部。
![图](/d/bkimg/2022110802/r2k5ef4irh1.webp)
为了提高静磁屏蔽的效果,应使屏蔽壳的壁有适当的厚度,或采用多层屏蔽罩。静磁屏蔽装置以低频磁场亦有良好的屏蔽作用。
电磁屏蔽排除或抑制高频电磁场干扰的措施。高电导率或高磁导率材料制成的壳罩是一种良好的电磁屏蔽装置。高频电磁波只能透入导体表面的薄层,薄层的厚度可以用贯穿深度来描写(见媒质中的平面电磁波、趋肤效应、 涡电流 )。贯穿深度的大小与电磁波的频率、导体的电导率、磁导率密切有关。频率越高,电导率越大,磁导率越大,贯穿深度越小。当壳罩壁的厚度大于贯穿深度时,壳罩就具有良好的电磁屏蔽作用。提高壳罩材料的电导率或磁导率,增加壳壁的厚度,可以提高电磁屏蔽的效果。
高电导率材料制成的屏蔽物对低频磁场的屏蔽效果比较差。例如,在工频50赫时,铜的贯穿深度约为9.4毫米,薄壁铜壳的屏蔽作用很小。在实际应用中,常采用静磁屏蔽措施来屏蔽低频磁场。电磁屏蔽物接地后也可以屏蔽静电干扰。电磁屏蔽物上不能随意开缝,因为电磁屏蔽还利用了涡电流的作用,若缝隙割断了涡电流的通路,屏蔽效果要降低。