電磁屏蔽

電磁兼容性（Electromagnetic Compatibility）縮寫(xiě)EMC，就是指某電子設(shè)備既不干擾其它設(shè)備，同時(shí)也不受其它設(shè)備的影響。電磁兼容性和我們所熟悉的安全性一樣，是產(chǎn)品質(zhì)量最重要的指標(biāo)之一。安全性涉及人身和財(cái)產(chǎn)，而電磁兼容性則涉及人身和環(huán)境保護(hù)。不同點(diǎn)是靜電屏蔽只能消除電容耦合，防止靜電感應(yīng)，屏蔽必須接地。電子元件對(duì)外界的干擾，稱為EMI(Electromagnetic Interference)；電磁波會(huì)與電子元件作用，產(chǎn)生被干擾現(xiàn)象，稱為

EMS（Electromagnetic Susceptibility）。例如，TV熒光屏上常見(jiàn)的“雪花”，便表示接受到的訊號(hào)被干擾。電磁屏蔽在空間某個(gè)區(qū)域內(nèi)，用以減弱由某些源引起的場(chǎng)強(qiáng)的措施。在絕大多數(shù)情況下，屏蔽體可由銅、鋁、鋼等金屬制成，但對(duì)于恒定和極低頻磁場(chǎng)，也可采用鐵氧體等材料作為屏蔽體。電磁屏蔽機(jī)理常用分析方法有3種：借助電路理論，即電磁感應(yīng)原理，通過(guò)渦流的屏蔽效應(yīng)闡述電磁屏蔽的機(jī)理。在一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)或不同系統(tǒng)間常會(huì)產(chǎn)生電磁噪聲或干擾而引起系統(tǒng)性能惡化，因此要求,①將電力線或磁力線限制在一定區(qū)域內(nèi)；②使某一區(qū)域不受外來(lái)電力線和磁力線的影響。

在電磁場(chǎng)（電磁波）中，導(dǎo)體表面將要吸收、損耗電磁場(chǎng)的能量，使得電磁場(chǎng)的傳播從導(dǎo)體表面往里面是指數(shù)式衰減的（即電場(chǎng)和磁場(chǎng)的振幅是指數(shù)式衰減），這種現(xiàn)象就是趨膚效應(yīng)。利用趨膚效應(yīng)即可阻止高頻電磁波進(jìn)入導(dǎo)體內(nèi)部，以實(shí)現(xiàn)電磁屏蔽，因此可采用適當(dāng)厚度的金屬來(lái)制作電磁屏蔽罩。渦流的屏蔽效應(yīng)當(dāng)交變電磁場(chǎng)通過(guò)金屬材料表面或由金屬材料所包圍的孔眼時(shí)，金屬材料會(huì)因感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)形成渦流，這渦流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)恰好與原來(lái)的磁場(chǎng)方向相反，抵消了部分原磁場(chǎng)，從而起到屏蔽作用。 由于趨膚電流是一種渦流，所以電磁屏蔽又稱為渦流屏蔽。

為了獲得有效的電磁屏蔽效果,導(dǎo)體屏蔽層的厚度必須接近電磁場(chǎng)的趨膚深度。電導(dǎo)率越高的材料，趨膚深度就越小。對(duì)于500kHz的廣播頻率，銅和鋁的趨膚深度分別約為0.094mm和0.12mm ,因此銅片和鋁片就能夠?qū)崿F(xiàn)較好的屏蔽了；對(duì)于更高頻率的電磁場(chǎng)，還可以使用更薄的材料。屏蔽體上有很多導(dǎo)電不連續(xù)點(diǎn)，主要的一類是屏蔽體不同部分結(jié)合處形成的不導(dǎo)電縫隙。

對(duì)于高頻電磁場(chǎng)，一般不采用鐵磁材料，因?yàn)殍F磁材料有較大的磁滯損耗和渦流損失，會(huì)造成諧振回路品質(zhì)因數(shù)（Q值）下降，站較多的是采用高電導(dǎo)率材料的電磁屏蔽。

渦流的屏蔽效應(yīng)

當(dāng)交變電磁場(chǎng)通過(guò)金屬材料表面或由金屬材料所包圍的孔眼時(shí)，金屬材料會(huì)因感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)形成渦流，這渦流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)恰好與原來(lái)的磁場(chǎng)方向相反，抵消了部分原磁場(chǎng)，從而起到屏蔽作用。金屬材料的顛倒率越高，產(chǎn)生的渦流越大，屏蔽作用越好。利用趨膚效應(yīng)即可阻止高頻電磁波進(jìn)入導(dǎo)體內(nèi)部，以實(shí)現(xiàn)電磁屏蔽，因此可采用適當(dāng)厚度的金屬來(lái)制作電磁屏蔽罩。實(shí)質(zhì)是金屬材料具有一定的電阻，渦流所產(chǎn)生的焦耳熱消耗了入射電磁場(chǎng)的能量，起到屏蔽作用。

1、屏蔽體外側(cè)。由線圈工作電流所產(chǎn)生的磁力線和由屏蔽體感生電流所產(chǎn)生的磁力線方向相反，部分相互抵消，起到屏蔽作用。屏蔽體外側(cè)的磁力線是線圈磁力線的一部分，屏蔽體感生電流的磁力線少于線圈所產(chǎn)生的磁力線，即屏蔽體外側(cè)的磁力線不會(huì)被全部抵消。

2、線圈外側(cè)、屏蔽體內(nèi)側(cè)。線圈工作電流的產(chǎn)生的磁力線與屏蔽體感生電流所產(chǎn)生的磁力線方向相反，該區(qū)域內(nèi)由于屏蔽體的介入，磁力線更為密集，磁場(chǎng)更強(qiáng)。

3、線圈內(nèi)側(cè)。線圈產(chǎn)生的磁力線和屏蔽體感生電流所產(chǎn)生的磁力線在線圈內(nèi)側(cè)，方向又變?yōu)橄喾?，說(shuō)明屏蔽體會(huì)使穿越線圈內(nèi)側(cè)的磁通量減少，即線圈的自感量減小。

防止或者減少電磁波侵入空間某些部位的措施。通常的辦法是用金屬網(wǎng)或者金屬殼將產(chǎn)生電磁波的區(qū)域與需防止侵入的區(qū)域隔開(kāi)。例如某些儀器或儀表常安裝在金屬箱中，又如高電壓實(shí)驗(yàn)室的墻壁內(nèi)及室頂中常埋設(shè)有金屬的屏蔽網(wǎng)，以防止或減少它所受到的干擾及它對(duì)其余區(qū)域的干擾。常選擇有較高的電導(dǎo)率和磁導(dǎo)率的導(dǎo)體作為屏蔽物的材料。因?yàn)楦邔?dǎo)電性材料在電磁波的作用下將產(chǎn)生較大的感應(yīng)電流。這些電流按照楞次定律將削弱電磁波的透入。采用的金屬網(wǎng)孔愈密,直到采用整體的金屬殼,屏蔽的效果愈好，但所費(fèi)材料愈多。高導(dǎo)磁性的材料可以引導(dǎo)磁力線較多地通過(guò)這些材料，而減少被屏蔽區(qū)域中的磁力線。電磁波向大塊金屬透入時(shí)將不斷衰減，直到衰減為零。衰減的程度隨著材料的電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率及電磁波頻率的增加而加大。電磁屏蔽工程中，實(shí)際的輻射的干擾源大致分為兩類:類似于對(duì)稱振子天線的非閉合載流導(dǎo)線輻射源和類似于變壓器繞組的閉合載流導(dǎo)線輻射源。屏蔽的要求較高時(shí)往往采用多層屏蔽。例如有時(shí)采用鑄鐵、坡莫合金、電解銅3種材料制成多層屏蔽，以滿足導(dǎo)電、導(dǎo)磁等要求。但是實(shí)現(xiàn)完全的屏蔽是很難辦到的，因?yàn)楸黄帘蔚膮^(qū)域與其余區(qū)域之間往往仍需要有電路的連接，引線與引線、引線與外殼之間總存在著絕緣間隙，仍然為電磁波提供通道。即使對(duì)于完全封閉的金屬殼，在頻率極低的外部電磁場(chǎng)作用下，理論上內(nèi)部的磁通密度并不為零。