Главная  Сложная РЭА 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 [ 15 ] 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92

сит только от удельной проводимости материала и частоты экранируемого поля.

Если экран сделан из ферромагнитного материала, то при прочих равных условиях внешним полем в нем будет наводиться большая э. д. с. благодаря большей концентрации магнитных силовых линий. При одинаковой удельной проводимости материала увеличатся вихревые токи, что приведет к меньшей глубине проникновения и лучшему экранирующему эффекту. Этим объясняется наличие в знаменателе выражения (3.8) величины магнитной проницаемости л. В результате экранирующее действие вытеснением магнитного поля, даваемое любым металлом магнитным и немагнитным, характеризуется произведением ца.

Из выражения (3.7) после подстановки в него значения д;=б следует, что на глубине б плотность тока и напряженность магнитного поля падает в е раз, т. е. до величины 1/2,72, составляющей 0,37 от плотности и напряженности на поверхности. Так как ослабление поля всего в 2,72 раза на глубине .6 недостаточно для характеристики экранирующего материала, то пользуются еще двумя величинами глубины проникновения .бо,1 и бо,о1, характеризующими падение плотности тока и напряженности поля в 10 и 100 раз от их значений на поверхности.

Для определения этих величин на основании выражения (3.7) составим уравнения

е-- = 0,1 и е-°-° ,

решив которые, получим

бод=.б1п 10=2,36, бо,о1=б 1п 100=4,66. (3.9)

В табл. 3.1 приведены значения эквивалентной глубины проникновения 6 для различных экранирующих материалов, рассчитанные по формуле (3.8). Для получения с помощью таблицы величин 6o,i и 60,01 достаточно умножить значения 6 на 2,3 и 4,6. Для расчета с помощью таблицы значений 6 для неуказанных в ней величин f, о и Лг следует учитывать, что б обратно пропорциональна корню квадратному из всех этих величин. Из таблицы следует, что для всех высоких частот, начнем



ная с диапазона средних волн, экран из любого применяемого металла толщиной 0,5 ... 1.5 мм действует весьма эффективно.

При выборе толщины и материала экрана следует исходить не из электрических свойств материала, а руководствоваться соображениями механической прочности, веса, жесткости, стойкости против коррозии, удоб-

Таблица 3.1

Электрические свойства экранирующих материалов

Характеристика

Алюминий

Сталь

Сталь

Удельное сопротивление р. Ом (мм/м)

0,0175

0.06

0,03

0,65

Удельная проводимость а. См (CMS)

57.10

16,6-10*

33-10*

10-10*

10-10

1.54-10*

Отиосительиая магнитная проницаемость р.,.

12000

Эквивалентная глубина проникновения 8, мм, при частоте. Гц: W 1№ 10* Iff 10 Iff 10

6,7000 2,1000 0,6700 0,2100 0.0670 0.0210 0.О0В7

12,4000 3,9000 1,2400 0.3900 0,1240 0,0390 0,0124

8,8000 2,7500 0.8800

0,0880 0.0275 0.0088

0,0230 0.0070 0.0023

1,540 0,490 0,154 0,049

0,3801 0,120 0,038 0.012

ства стыковки отдельных деталей и осуществления между ними переходных контактов с малым сопротивлением, удобства пайки, сварки и пр.

Из данных таблицы видно также, что для частот выще 10 МГц медная и тем более серебряная пленка толщиной около 0,1 мм дает значительный экранирующий эффект. Поэтому на частотах выше 10 МГц вполне допустимо применение экранов из фольгированного гетинакса или стеклотекстолита.

Значения глубины проникновения для стали с относительной магнитной проницаемостью а,=50 показывают, что и на высоких частотах сталь дает больший экранирующий эффект, чем немагнитные металлы. Однако в случае применения экранов из стали необходимо учитывать то, что они могут вносить значительные потери в экранируемые цепи вследствие большого удельного сопротивления р и явления гистерезиса. Поэтому такие 5-668 65



экраны применимы только в тех случаях, когда с вносимыми потерями можно не считаться.

Листовая сталь обычно не применяется в качестве сердечников высокочастотных катушек, так как вносит весьма большие потери. В этих случаях применяют сердечники из магнитодиэлектриков, которые имеют малые потери и малую относительную магнитную проницаемость [Лг. в связи с этим существует ошибочное мнение о том, что листовой стали резко падает с повышением частоты, в то время как малое изменение индуктивности при внесении листовой стали в катушку вызывается не столько малым рсг, сколько размагничивающим действием вихревых токов. В диапазоне частот 10 ... 100 МГц магнитная проницаемость стали изменяется мало и не может упасть ниже 50 [15].

В последних двух графах табл. 3.1 приведены значения глубины проникновения для стали и пермаллоя на частотах 0,1 ... 100 кГц. Значения относительной магнитной проницаемости 1x=100 для стали и Цг=12000 Лля пермаллоя выбраны минимальными для того, чтобы получить ориентировочные сравнительные величины глубин проникновения. Для точных расчетов эти цифры не пригодны, так как существует много марок стали и пермаллоя с различными величинами Цг, зависящими также от напряженности магнитного поля, в котором находится материал. Имеет смысл отметить, что целесообразность точного расчета экранирующего материала весьма сомнительна.

Для приближенного расчета учтем, что эффективность экранирования вихревыми токами определяется двумя факторами: обратным полем, создаваемым токами, протекающими в экране, и поверхностным эффектом в материале экрана. На низких частотах, когда толщина экрана d<5, поверхностный эффект незначителен, действует почти только первый фактор и расчет производится по приближенному уравнению [2]

На высоких частотах, при относительно толстом материале экрана rf>6 действуют оба фактора и эффективность экранирования можно определить по приблч-66




1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 [ 15 ] 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92