磁屏蔽
更新时间:2023-09-14 20:43:01 阅读量: 初中教育 文档下载
设:把一块磁铁放到一个密闭的盒子里,然后在盒子外边放一个指南针。
问: 1 指南针如何才能不受到盒子内磁铁的影响?(也可以理解为:如何才 能保证盒子内磁铁不影响盒子外周围的环境。
2 如果这个盒子是铁质的,那么盒子会不会被它里边的磁铁磁化?
回答的好还会加分 先谢谢大家乐! 问题补充:
在真空环境中也能实现磁屏蔽吗?真空中的磁屏蔽和在大气中的磁屏蔽有什么区别?
磁屏蔽不如说成磁干扰。铁和磁铁接触不会产生永久的磁性,钢可以
磁屏蔽有两种方法,一种是利用强大的可控磁场,把源磁场的磁力线逼迫在一个较小的范围内达到磁屏蔽的效果。另外一种是利用导磁率高的材料把磁力线短路,这样可以在一个特定范围内营造出一个无磁场的空间。一般以第二种比较常见。
看了前面的回答,觉得首先要明确一个物理概念,即磁场是与电场不同的:用磁力线和电力线直观说明的话,电力线可以通过用接零电位(地)的导电金属层来截断,从而屏蔽隔离;而磁力线却必须是闭合的,总是会形成回路。
所以,对磁场的屏蔽,只能是靠形成短路,绝不能靠截断。故而,,那些指望用什么不锈钢不导磁来阻挡磁场的方法都是笑话。再说,真空都导磁,还有什么不导磁的,大小而已。
通常屏蔽磁场,多指稳恒磁场或低频磁场,主要靠前面说的“短路”,如楼主的盒子使用高导磁材料制成,则本将穿出盒外的“磁力线”就会集中于盒体材料形成闭合,而漏出盒外的就大为减少。
作为屏蔽效果,材料导磁率越高越好;相同的材料,越厚越好;同样的材料与厚度,分层越多越好。另外,磁铁应当置于屏蔽盒中央,以免某一面的磁力线更集中,漏出去得更多。
要是屏蔽高频磁场,则是用一种方法:用导电良好的材料如金属,利用高频磁场在其上形成交变的电涡流,形成相反的磁场来对消原磁场,实质是两个磁场叠加,在屏蔽外部相消,在屏蔽内部合成新的磁回路。
关于第二点,材料被磁化。导磁材料在磁场里,总是要被磁化的,但除了硬磁材料,一旦外部磁场撤除,则磁性迅即跟随消除。故而,屏蔽材料要是用硬磁材料做成,形成了新的独立磁场,就不好说了,这就是屏蔽只能使用软磁材料的缘故。(要是问,那软磁材料既然在磁场里也会被磁化,又如何完成屏蔽的呢?这就是因为软磁材料的被磁化,以及因此而产生的新磁场强度,完全依外部原场强而变,
然后按前面所说的高频磁场屏蔽原理,相消而实现“屏蔽”。“磁力线”是形象说法,本质是场的叠加。)
关于楼主新问,真空中的磁屏蔽,因为空气是顺磁物质,导磁率略微大于真空,所以理论上真空中的磁屏蔽效果要好于空气中,但在工程上效果微乎其微。因为顺磁物质和抗磁物质的相对真空的导磁率之比(也就是相对导磁率),几近为1,至多不过千分之几的差别;而导磁材料(铁磁物质)的相对导磁率动辄成百上千,甚至过万、过十万。两者比较故,工程上对顺磁物质和抗磁物质的存在往往不予考虑。
所以结论是,在真空环境中更能实现磁屏蔽!
静磁屏蔽
静磁场是稳恒电流或永久磁体产生的磁场。静磁屏蔽是利用高磁导率μ的铁磁材料做成屏蔽罩以屏蔽外磁场。它与静电屏蔽作用类似而又有不同。
静磁屏蔽的原理可以用磁路的概念来说明。如将铁磁材料做成截面如图7的回路,则在外磁场中,绝大部份磁场集中在铁磁回路中。这可以把铁磁材料与空腔中的空气作为并联磁路来分析。因为铁磁材料的磁导率比空气的磁导率要大几千倍,所以空腔的磁阻比铁磁材料的磁阻大得多,外磁场的磁感应线的绝大部份将沿着铁磁材料壁内通过,而进入空腔的磁通量极少。这样,被铁磁材料屏蔽的空腔就基本上没有外磁场,从而达到静磁屏蔽的目的。材料的磁导率愈高,筒壁愈厚,屏蔽效果就愈显著。因常用磁导率高的铁磁材料如软铁、硅钢、坡莫合金做屏蔽层,故静磁屏蔽又叫铁磁屏蔽。
静磁屏蔽在电子器件中有着广泛的应用。例如变压器或其他线圈产生的漏磁通会对电子的运动产生作用,影响示波管或显像管中电子束的聚焦。为了提高仪器或产品的质量,必须将产生漏磁通的部件实行静磁屏蔽。在手表中,在机芯外罩以软铁薄壳就可以起防磁作用。
前面指出,静电屏蔽的效果是非常好的。这是因为金属导体的电导率要比空气的电导率大十几个数量级,而铁磁物质与空气的磁导率的差别只有几个数量级,通常约大几千倍。所以静磁屏蔽总有些漏磁。为了达到更好的屏蔽效果,可采用多层屏蔽,把漏进空腔里的残余磁通量一次次地屏蔽掉。所以效果良好的磁屏蔽一般都比较笨重。但是,如果要制造绝对的“静磁真空”,则可以利用超导体的迈斯纳效应。即将一块超导体放在外磁场中,其体内的磁感应强度B永远为零。超导体是完全抗磁体,具有最理想的静磁屏蔽效果,但目前还不能普遍应用。 磁屏蔽材料
应用领域: 工业生产领域、航空航天、石油勘测、医疗设备、物理研究、航海、计算机、通信、汽车、军事、CRT显示器屏蔽、墙体和房屋等屏蔽 应用方式: 磁屏蔽材料可用于屏蔽磁场干扰源,防止电磁辐射产生 磁性屏蔽材料用于屏蔽敏感部件或设备,防止磁场干扰设备或系统的正常工作 低频磁场干扰源: 永久磁铁、变压器、马达、电力线、电抗器、电磁炉等大电流的设备或系统; 磁场干
扰现象: 电气电子产品的设计和使用中磁场干扰会产生很严重的问题,由于系统内部器件之间、变压器、切换设备、电力线等临近的辐射源产生的磁场,导致仪表、控制系统、数据处理设备、通信网络等频繁失灵。 屏蔽原理: 磁场由磁体产生,由磁体的N极指向S极,在磁体的外部形成闭合的形式,距离辐射源越近,磁场强度越强。磁场的屏蔽的原理是利用磁性屏蔽材料,改变磁场的方向,由于磁场通过低磁阻的通路被旁路掉,因此可保证被屏蔽的物体不受磁场的干扰影响。 利用磁性屏蔽材料可以给磁场提供一个低磁阻的磁通路,需要选择怎样的材料,提供什么样的通路,应与被保护位置处的磁场强度有关,磁场越强,磁通路的磁阻越低,磁导率越高,也就是说磁性材料的选择与被屏蔽处的磁场有密切的关系,因此在进行磁性屏蔽设计之前,首先需要进行现场的磁场强度测试,根据绘制的测试结果图进行磁性屏蔽材料、厚度、尺寸等选择与设计。 磁屏蔽材料与电屏蔽材料不同之处在于,磁性屏蔽材料的磁导率与外界的磁场强度有关,外界磁场强度不同,磁性材料的磁导率也不同,饱和通量密度也不同,因此在磁场的屏蔽设计中的使用也不同
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