Shtorm
для якої мети Вам потрібно знати ці закономірності.
Почнемо з того, що я вже на протязі приблизно 16 років стикаюся з питанням як заекранувати від ЕМВ той чи інший об'єкт. Серед людей, які обговорюють це зі мною жодного разу не було єдиної думки. Отже, потрібно виробити грамотний підхід і почати потрібно саме з фізичних основ екранування, а потім вже переходити до технічних та інженерних рішень. У процесі ж розбору самих фізичних основ, сформувався і окремий інтерес в цілому про властивості металів і ЕМВ.
низькі енергії - колективні явища конденсованого стану (делокалізованних електрони);
енергії побільше - збудження електронів "глибоких" (атомних) рівнів;
Значить, на Вашу думку, про єдину функціональної залежності для одного конкретного металу для всього діапазону сміливо можна забути? Так би мовити, поставити хрест на цьому питанні? Припустимо.
Тоді питання, починаючи з яких довжин хвиль, на Вашу думку, відбувається збудження електронів "глибоких" (атомних) рівнів в металі?
Поглинання для всіх речовин опісивет законом Бугера-Ламберта-Бера.
.
В результаті частина енергії ЕМВ переходить в джоулево тепло.
.
.
У цій книзі знайшов формулу для глибини проникнення НВЧ випромінювання в метал:
де - частота ЕМВ, - магнітна проникність металу.
З формули (7) зрозуміло, що чим менше довжина хвилі, тим менше глибина проникнення. Як думаєте, чи можна формулу (7) використовувати для всіх видів ЕМВ, а не тільки для СВЧ?
Ви намагаєтеся два абсолютно різних фізичних явища злити в одне. Не варто цього робити!
Перше явище - поглинання ЕМ хвиль. У питаннях захисту від ЕМ хвиль радіо і СВЧ діапазонів це явище зазвичай нікого не цікавить.
Друге явище - ЕКРАНУВАННЯ ЕМ хвиль. При цьому ЕМ енергія ТРОХИ поглинається, але це теж особливо нікого не цікавить. Тому що ЕМ хвиля ВІДБИВАЄТЬСЯ, причому взагалі кажучи, якщо провідник хороший, то відображення може бути майже без втрат. Всіх цікавить чи буде відображення повним. На жаль, якщо шар металу тонкий, то відображення неповне. Формула, яку ви нарили, дає товщину скін шару. На цій товщині поле слабшає в 2.7 раз. (В книжці треба ще уточнити, це для напруженості поля або потужності 2.7 раз). Якщо товщина шару металу становить скажімо 100 скін шарів, то екранування хороша. Якщо товщина шару металу становить один скін шар, то поле звичайно слабшає, але не за рахунок поглинання, а за рахунок відображення і з іншого боку металу може вийти скажімо 30% хвилі.
Для міді ці скін шари досить малі. наприклад:
100 кГц -
У СВЧ діапазоні ця формула ще працює. А від більш високих частот екранувати зазвичай не треба.
Гамма кванти мають занадто малу довжину хвилі і рівняння, які давали товщину скін шару, зазвичай непридатні. Але це вже не має значення. Для них принципи захисту інші і засновані саме на поглинання, а не відображенні.
На частоті 50 Гц перешкоди переважно магнітні. Для захисту від цих перешкод беруть екрани не мідні, а залізні з високою магнітною проникністю.
Для міді ці скін шари досить малі. наприклад:
100 кГц -
У СВЧ діапазоні ця формула ще працює. А від більш високих частот екранувати зазвичай не треба.
Гамма кванти мають занадто малу довжину хвилі і рівняння, які давали товщину скін шару, зазвичай непридатні. Але це вже не має значення. Для них принципи захисту інші і засновані саме на поглинання, а не відображенні.
На частоті 50 Гц перешкоди переважно магнітні. Для захисту від цих перешкод беруть екрани не мідні, а залізні з високою магнітною проникністю.
На практиці за скін-шару екран вважати - справа невдячна. Нічого путнього не вийде.
На частоті 50 Гц ЕМ хвиль як би і ні. Або вони дуже маленькі (навіть промислова мережа майже не випромінює, не кажучи вже про інші пристрої і процесах на близьких частотах, включаючи ЗЕВС або як вони там називалися). Магнітні та електричні поля на практиці можна розглядати окремо. І чутливість захищається девайса теж різна для магнітного поля і для електричного. Якщо в девайсе є малопотужні НЧ трансформатори, то захистити їх досить важко, тому їх намагаються і не застосовувати. Зазвичай на низьких частотах треба екранувати електричне поле (як правило, це входу підсилювачів). Це практично електростатика. Зазвичай тонкої сіточки досить з надлишком. Фольги теж.
На УКХ і вище, навпаки, все треба запаювати, хоч і скін-шар маленький. Суцільні екрани з жерсті не рідкість. Повністю металевий корпус, та ще всередині додаткові екрани. Це через те, що маленькі щілини працюють як хвилеводи, хоч і не дуже ефективні, але все ж пропускають сигнал.
Ще є варіант, коли пристрій живиться НЧ, але екранувати його треба як для ВЧ. Це через те, що входу сучасних мікросхем реагують на ВЧ, випрямляють його і потім додають отримане в НЧ сигнал. Приклад - мобільник поруч з аудіообладнання. Рохкання в колонках під час зв'язку з базовою станцією - нерідке явище.
На практиці за скін-шару екран вважати - справа невдячна. Нічого путнього не вийде.
Невдячна тому що крім скін-шару є й інші явища. Але самі по собі розрахунки товщини скін-шару цілком коректні навіть на частоті 50 Гц. При розрахунку скін шару не використовується припущення про існування ЕМ хвиль. Припущення про змінності поля цілком достатньо і виходить, що це поле просто "витісняється" зі провідника.
На частоті 50 Гц ЕМ хвиль як би і ні.
Хвиль як би немає тому що немає ефективних антен. Але ЕМ поля дуже навіть є.
Повністю металевий корпус
Якщо корпус дійсно повністю металевий, то він даремний. А якщо в ньому зробити дірки для роз'ємів, то він вже не повністю металевий.
Це через те, що маленькі щілини працюють як хвилеводи, хоч і не дуже ефективні, але все ж пропускають сигнал.
Це якраз приклад того, що розрахунку скін шару недостатньо, треба ще відсікти інші шляхи проникнення або витоку.