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电场和磁场的电磁波的干扰和穿透1. 引言电磁波是一种在真空和介质中传播的电场和磁场的波动。
电场和磁场的变化会产生电磁波，电磁波的传播又会产生电场和磁场。
电磁波广泛应用于通信、广播、医疗、雷达等领域。
然而，电磁波的干扰和穿透却是电子设备设计和使用中需要考虑的重要问题。
本文将详细讨论电场和磁场的电磁波的干扰和穿透。
2. 电磁波的干扰电磁波的干扰是指电磁波对电子设备正常工作的影响。
电磁波的干扰主要来源于两个方面：外部干扰和内部干扰。
2.1 外部干扰外部干扰主要是指来自外部的电磁波对电子设备的干扰。
外部干扰的来源很多，如无线电发射设备、电视发射设备、雷达发射设备等。
外部干扰的电磁波可以通过空间传播到达电子设备，干扰电子设备的正常工作。
2.2 内部干扰内部干扰是指电子设备内部产生的电磁波对自身或其他部分的干扰。
内部干扰的来源主要有以下几个方面：（1）电子器件的工作产生的电磁波。
如晶体管、二极管、集成电路等电子器件在工作时会产生电磁波。
（2）电源产生的电磁波。
电源中的变压器、电感、电容等元件在工作时会产生电磁波。
（3）线路产生的电磁波。
电子设备中的线路在工作时会产生电磁波，如信号线、电源线等。
3. 电磁波的穿透电磁波的穿透是指电磁波穿过介质的能力。
电磁波的穿透能力与电磁波的频率、介质的性质、电磁波的强度等因素有关。
3.1 电磁波的频率电磁波的频率越高，穿透能力越强。
这是因为高频电磁波的波长较短，能量较高，容易穿过介质。
例如，无线电波的频率较高，可以穿透建筑物、大气等介质；而微波的频率更高，可以穿透墙壁、纸张等介质。
3.2 介质的性质介质的性质会影响电磁波的穿透能力。
介质的类型、密度、厚度、湿度等因素都会影响电磁波的穿透能力。
例如，金属对电磁波的阻挡作用较强，电磁波难以穿透金属介质；而空气、水等介质对电磁波的阻挡作用较弱，电磁波容易穿透这些介质。
3.3 电磁波的强度电磁波的强度也会影响其穿透能力。
电磁波的强度越高，穿透能力越强。
磁场屏蔽原理磁场屏蔽是指通过一定的方法将磁场有效地隔离开来，以减小磁场对周围环境和设备的影响。
磁场屏蔽原理是指利用特定的材料或结构来改变磁场的传播路径或减弱磁场的影响，从而实现对磁场的屏蔽作用。
磁场屏蔽原理在电磁学和电子工程领域有着广泛的应用，对于保护设备、减小电磁干扰以及提高电磁兼容性都具有重要意义。
磁场屏蔽原理的核心在于改变磁场的传播路径。
一般来说，磁场会沿着磁力线传播，而磁场屏蔽就是通过引入特定的材料或结构，改变磁场的传播路径，使得磁场无法直接作用于需要保护的区域。
这种方法可以通过选择合适的磁导材料来实现，磁导材料具有较高的磁导率，可以有效地引导磁场，使其绕过需要保护的区域，从而减小对该区域的影响。
除了改变磁场的传播路径外，磁场屏蔽原理还可以通过减弱磁场的影响来实现。
这一方法通常是通过引入磁吸收材料或磁屏蔽材料来实现的。
磁吸收材料具有较高的磁导率和磁导磁导率，可以吸收部分磁场能量，从而减小磁场对周围环境和设备的影响。
而磁屏蔽材料则是利用其自身的磁性质，将磁场有效地隔离开来，从而实现对磁场的屏蔽作用。
在实际应用中，磁场屏蔽原理可以通过多种方法来实现。
例如，在电子设备中，可以通过设计合理的结构和引入磁屏蔽材料来实现对磁场的屏蔽。
在电磁干扰较为严重的环境中，也可以通过建造磁场屏蔽室来实现对磁场的屏蔽。
这些方法都是基于磁场屏蔽原理的应用，通过改变磁场的传播路径或减弱磁场的影响，来实现对磁场的屏蔽作用。
总之，磁场屏蔽原理是通过改变磁场的传播路径或减弱磁场的影响，来实现对磁场的屏蔽作用。
在电磁学和电子工程领域，磁场屏蔽原理具有着重要的应用价值，可以有效地保护设备、减小电磁干扰，提高电磁兼容性。
通过对磁场屏蔽原理的深入研究和应用，可以更好地保护设备和提高电磁兼容性，促进电子工程技术的发展。
电磁屏蔽技术原理概述摘要：讨论了电磁屏蔽技术，包括电磁屏蔽的技术原理、屏蔽资料的功用和运用场所、屏蔽技术的本卷须知、屏蔽效能的检测以及特殊部位的屏蔽措施。
关键词：电磁屏蔽；屏蔽资料；屏蔽效能引言近几年来，随着电磁兼容任务的展开，电磁屏蔽技术运用得越来越普遍。
为了对电磁屏蔽技术有更深化的了解，应当对屏蔽资料的功用和运用场所、屏蔽技术的本卷须知、屏蔽效能的检测以及特殊部位的屏蔽措施等停止更深化的讨论。
1 电磁屏蔽的技术原理电磁屏蔽是电磁兼容技术的主要措施之一。
即用金属屏蔽资料将电磁搅扰源封锁起来，使其外部电磁场强度低于允许值的一种措施；或用金属屏蔽资料将电磁敏感电路封锁起来，使其外部电磁场强度低于允许值的一种措施。
1.1 静电屏蔽用完整的金属屏蔽体将带正电导体包围起来，在屏蔽体的内侧将感应出与带电导体等量的负电荷，外侧出现与带电导体等量的正电荷，假设将金属屏蔽体接地，那么外侧的正电荷将流入大地，外侧将不会有电场存在，即带正电导体的电场被屏蔽在金属屏蔽体内。
1.2 交变电场屏蔽为降低交变电场对敏感电路的耦合搅扰电压，可以在搅扰源和敏感电路之间设置导电性好的金属屏蔽体，并将金属屏蔽体接地。
交变电场对敏感电路的耦合搅扰电压大小取决于交变电场电压、耦合电容和金属屏蔽体接地电阻之积。
只需设法使金属屏蔽体良好接地，就能使交变电场对敏感电路的耦合搅扰电压变得很小。
电场屏蔽以反射为主，因此屏蔽体的厚度不用过大，而以结构强度为主要思索要素。
1.3 交变磁场屏蔽交变磁场屏蔽有高频和低频之分。
低频磁场屏蔽是应用高磁导率的资料构成低磁阻通路，使大局部磁场被集中在屏蔽体内。
屏蔽体的磁导率越高，厚度越大，磁阻越小，磁场屏蔽的效果越好。
当然要与设备的重量相协调。
高频磁场的屏蔽是应用高电导率的资料发生的涡流的反向磁场来抵消搅扰磁场而完成的。
1.4 交变电磁场屏蔽普通采用电导率高的资料作屏蔽体，并将屏蔽体接地。
它是应用屏蔽体在高频磁场的作用下发生反方向的涡流磁场与原磁场抵消而削弱高频磁场的搅扰，又因屏蔽体接地而完成电场屏蔽。
电磁屏蔽原理电磁屏蔽（Electromagneticshielding）作为一种重要的物理和工程技术，在当今世界具有重要的意义。
它具有极高的研究价值，也非常重要的应用实用价值。
本文深入研究电磁屏蔽原理，并介绍电磁屏蔽的具体应用。
1.磁屏蔽的概念电磁屏蔽是一种在科学中用于阻隔、消除、减少或绝缘一个物体对外界电磁波的影响的方法。
它通过相反的电磁波来抵消外部的电磁波，从而达到消除电磁干扰的效果。
它可以有效地阻止电磁波及其传输和分布，减少或者抑制外界电磁场的干扰，从而有效保护设备或系统遭到外部电磁干扰的影响。
2.磁屏蔽的原理电磁屏蔽的原理是通过一个覆盖物，它能够有效吸收入射的电磁波，以致于降低外部电磁波对内部设备的影响。
它的原理是：当电磁波碰到屏蔽介质时，通过磁力线的改变和电荷蓄积，形成一种反射电磁波，使其与原始电磁波抵消，从而形成电磁屏蔽效应。
3.磁屏蔽的具体应用电磁屏蔽可以应用于电子产品，电子系统或部件中，以避免外部电磁波的干扰。
它可以用于电子设备的绝缘层，以及电子操作台的绝缘层，以及高科技设备如测控仪器系统的敏感性部件的屏蔽层，以便阻止外部电磁波干扰。
此外，电磁屏蔽还可以用于汽车车辆、发电机组、电网设施等重要场所，以有效防止电磁干扰、保护电力系统和其他重要设备的正常工作。
4.结电磁屏蔽是一种具有重要实际意义的物理技术，它可以有效阻止电磁波及其传输和分布，减少或者抑制外界电磁场的干扰，从而有效保护设备或系统遭到外部电磁干扰的影响，以及用于汽车车辆、发电机组、电网设施等重要场所，保护电网的正常工作。
此外，还有些电磁屏蔽的发展前景，由此可见，当今社会技术的发展与电磁屏蔽紧密联系在一起，但我们还需要对其原理进行更为深入的研究，在实践应用中把握其作用并发挥最大效果，以满足社会技术发展的需求。
电磁屏蔽基本原理在电子设备及电子产品中，电磁干扰（Electromagnetic Interference）能量通过传导性耦合和辐射性耦合来进行传输。
为满足电磁兼容性要求，对传导性耦合需采用滤波技术，即采用EMI滤波器件加以抑制；对辐射性耦合则需采用屏蔽技术加以抑制。
在当前电磁频谱日趋密集、单位体积内电磁功率密度急剧增加、高低电平器件或设备大量混合使用等因素而导致设备及系统电磁环境日益恶化的情况下，其重要性就显得更为突出。
屏蔽是通过由金属制成的壳、盒、板等屏蔽体，将电磁波局限于某一区域内的一种方法。
由于辐射源分为近区的电场源、磁场源和远区的平面波，因此屏蔽体的屏蔽性能依据辐射源的不同，在材料选择、结构形状和对孔缝泄漏控制等方面都有所不同。
在设计中要达到所需的屏蔽性能，则需首先确定辐射源，明确频率范围，再根据各个频段的典型泄漏结构，确定控制要素，进而选择恰当的屏蔽材料，设计屏蔽壳体。
屏蔽原理电屏蔽的实质是减小两个设备（或两个电路、组件、元件）间电场感应的影响。
电屏蔽的原理是在保证良好接地的条件下，将干扰源所产生的干扰终止于由良导体制成的屏蔽体。
因此，接地良好及选择良导体做为屏蔽体是电屏蔽能否起作用的两个关键因素。
磁屏蔽的原理是由屏蔽体对干扰磁场提供低磁阻的磁通路，从而对干扰磁场进行分流，因而选择钢、铁、坡莫合金等高磁导率的材料和设计盒、壳等封闭壳体成为磁屏蔽的两个关键因素。
电磁屏蔽的原理是由金属屏蔽体通过对电磁波的反射和吸收来屏蔽辐射干扰源的远区场，即同时屏蔽场源所产生的电场和磁场分量。
由于随着频率的增高，波长变得与屏蔽体上孔缝的尺寸相当，从而导致屏蔽体的孔缝泄漏成为电磁屏蔽最关键的控制要素。
屏蔽效能屏蔽体对辐射干扰的抑制能力用屏蔽效能SE（Shielding Effectiveness）来衡量，屏蔽效能的定义:没有屏蔽体时，从辐射干扰源传输到空间某一点(P)的场强 1（ 1）和加入屏蔽体后，辐射干扰源传输到空间同一点(P)的场强 2（ 2）之比，用dB（分贝）表示。
磁场的屏蔽名词解释磁场是一种由磁性物体或电流所产生的力场，它在空间中呈现出磁性作用。
无论是在生活中还是在科技领域，我们都无法避免与磁场有着密切的接触。
然而，在某些情况下，我们需要减小磁场的影响，这时候就需要屏蔽。
磁场的屏蔽是一种将磁场限制在特定区域内的技术手段。
它通过使用磁性材料或电流来抵消磁场以减小其影响。
屏蔽的主要目的是消除或减小磁场对其他设备、电子元件或人体的干扰。
首先，让我们了解一下磁场的产生原理。
磁场是由电流产生的。
当电流通过导线时，它会产生一个围绕导线的磁场。
这一原理可以通过右手定则来描述：将右手弯曲，让拇指指向电流方向，其余四个手指则代表磁场线的方向。
磁场的强度与电流强度成正比，于是我们可以通过改变电流强度或改变导线的形状来控制磁场的大小。
尽管磁场在许多领域都有其用途，但在某些情况下，我们需要将磁场的影响最小化。
这时候屏蔽就起到了重要的作用。
磁场屏蔽可以通过两种方法实现：磁性屏蔽和电流屏蔽。
磁性屏蔽是使用磁性材料来阻挡磁场的传播。
可采用的磁性材料包括铁、钴、镍等，它们具有良好的磁导率，能有效吸收并抑制磁场。
铁是最常用的磁性屏蔽材料之一。
由于其高磁导率，铁可以将磁场引导到自身，从而减小了对周围空间的影响。
将铁制成板状覆盖在磁源周围，可以有效屏蔽磁场。
钴和镍等材料也具有类似的屏蔽效果，但其磁导率较铁低。
除了磁性屏蔽，还有一种常见的屏蔽方式是电流屏蔽。
电流屏蔽利用电流的磁场与外界磁场相互抵消的原理来实现。
通过在磁场源周围绕线圈通电，可以产生一个与外部磁场相反的磁场，使两者相互抵消。
电流屏蔽常常用于电子器件的设计中。
在电路板设计中，磁性元件可能会干扰电子设备的正常工作，因此需要采取电流屏蔽技术。
通过绕线圈通电，可以有效减小磁场对电子设备的干扰。
在现实生活中，磁场的屏蔽有着广泛的应用。
例如，在医学领域，核磁共振成像（MRI）是一种常见的检测方法。
MRI利用强磁场来产生图像，但同时也会干扰周围的设备，因此需要对其进行屏蔽，以减小对其他设备的干扰。
电磁屏蔽的三种不同屏蔽效果分析及原理详解电磁屏蔽⼀般可分为三种：静电屏蔽、静磁屏蔽和⾼频电磁场屏蔽。
三种屏蔽的⽬的都是防⽌外界的电磁场进⼊到某个需要保护的区域中，原理都是利⽤屏蔽对外场的感应产⽣的效应来抵消外场的影响。
但是由于所要屏蔽的场的特性不同，因⽽对屏蔽壳材料的要求和屏蔽效果也就不相同。
⼀、静电屏蔽静电屏蔽的⽬的是防⽌外界的静电场进⼊需要保护的某个区域。
静电屏蔽依据的原理是：在外界静电场的作⽤下导体表⾯电荷将重新分布，直到导体内部总场强处处为零为⽌。
接地的封闭⾦属壳是⼀种良好的静电屏蔽装置。
如图所⽰，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，壳内外的电场线被⾦属隔断，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。
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。
在外电场的作⽤下，电荷在导体上的重新分布，在10-19秒数量级时间内就可完成，因此对低频变化的电场，导体上的电荷有⾜够长的时间来保证内部场强为零．所以静电屏蔽装置对缓慢变化的电场也有屏蔽作⽤。
电场,磁场,电磁场的屏蔽其实是不同的!磁场的屏蔽问题,是一个既具有实际意义又具有理论意义的问题.根据条件的不同,电磁场的屏蔽可分为静电屏蔽、静磁屏蔽和电磁屏蔽三种情况,这三种情况既具有质的区别,又具有内在的联系,不能混淆.静电屏蔽在静电平衡状态下,不论是空心导体还是实心导体;不论导体本身带电多少,或者导体是否处于外电场中,必定为等势体,其内部场强为零,这是静电屏蔽的理论基础.因为封闭导体壳内的电场具有典型意义和实际意义,我们以封闭导体壳内的电场为例对静电屏蔽作一些讨论.(一)封闭导体壳内部电场不受壳外电荷或电场影响.如壳内无带电体而壳外有电荷q,则静电感应使壳外壁带电.静电平衡时壳内无电场.这不是说壳外电荷不在壳内产生电场,根发电场.由于壳外壁感应出异号电荷,它们与q在壳内空间任一点激发的合场强为零.因而导体壳内部不会受到壳外电荷q或其他电场的影响.壳外壁的感应电荷起了自动调节作用.如果把上述空腔导体外壳接地,则外壳上感应正电荷将沿接地线流入地下.静电平衡后空腔导体与大地等势,空腔内场强仍然为零.如果空腔内有电荷,则空腔导体仍与地等势,导体内无电场.这时因空腔内壁有异号感应电荷,因此空腔内有电场.此电场由壳内电荷产生,壳外电荷对壳内电场仍无影响.由以上讨论可知,封闭导体壳不论接地与否,内部电场不受壳外电荷影响. (二)接地封闭导体壳外部电场不受壳内电荷的影响.如果壳内空腔有电荷q,因为静电感应,壳内壁带有等量异号电荷,壳外壁带有等量同号电荷,壳外空间有电场存在,此电场可以说是由壳内电荷q间接产生.也可以说是由壳外感应电荷直接产生的.但如果将外壳接地,则壳外电荷将消失,壳内电荷q与内壁感应电荷在壳外产生电场为零.可见如果要使壳内电荷对壳外电场无影响,必须将外壳接地.这与第一种情况不同.这里还须注意:①我们说接地将消除壳外电荷,但并不是说在任何情况壳外壁都一定不带电.假如壳外有带电体,则壳外壁仍可能带电,而不论壳内是否有电荷.②实际应用中金属外壳不必严格完全封闭,用金属网罩代替金属壳体也可达到类似的静电屏蔽效果,虽然这种屏蔽并不是完全、彻底的.③在静电平衡时,接地线中是无电荷流动的,但是如果被屏蔽的壳内的电荷随时间变化,或者是壳外附近带电体的电荷随时间而变化,就会使接地线中有电流.屏蔽罩也可能出现剩余电荷,这时屏蔽作用又将是不完全和不彻底的.总之,封闭导体壳不论接地与否,内部电场不受壳外电荷与电场影响;接地封闭导体壳外电场不受壳内电荷的影响.这种现象,叫静电屏蔽.静电屏蔽有两方面的意义:其一是实际意义:屏蔽使金属导体壳内的仪器或工作环境不受外部电场影响,也不对外部电场产生影响.有些电子器件或测量设备为了免除干扰,都要实行静电屏蔽,如室内高压设备罩上接地的金属罩或较密的金属网罩,电子管用金属管壳.又如作全波整流或桥式整流的电源变压器,在初级绕组和次级绕组之间包上金属薄片或绕上一层漆包线并使之接地,达到屏蔽作用.在高压带电作业中,工人穿上用金属丝或导电纤维织成的均压服,可以对人体起屏蔽保护作用.在静电实验中,因地球附近存在着大约100V/m的竖直电场.要排除这个电场对电子的作用,研究电子只在重力作用下的运动,则必须有eE<meg,可算出e<="" span=""style="overflow-wrap: break-word; margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box;"></meg,可算出e其二是理论意义:间接验证库仑定律.高斯定理可以从库仑定律推导出来的,如果库仑定律中的平方反比指数不等于2就得不出高斯定理.反之,如果证明了高斯定理,就证明库仑定律的正确性.根据高斯定理,绝缘金属球壳内部的场强应为零,这也是静电屏蔽的结论.若用仪器对屏蔽壳内带电与否进行检测,根据测量结果进行分析就可判定高斯定理的正确性,也就验证了库仑定律的正确性.最近的实验结果是威廉斯等人于1971年完成的,指出在式F=q1q2/r2±δ中,δ<(2.7±3.1)×10-16,可见在现阶段所能达到的实验精度内,库仑定律的平方反比关系是严格成立的.从实际应用的观点看,我们可以认为它是正确的.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.电磁屏蔽电磁场在导电介质中传播时,其场量(E和H)的振幅随距离的增加而按指数规律衰减.从能量的观点看,电磁波在导电介质中传播时有能量损耗,因此,表现为场量振幅的减小.导体表面的场量最大,愈深入导体内部,场量愈小.这种现象也称为趋肤效应.利用趋肤效应可以阻止高频电磁波透入良导体而作成电磁屏蔽装置.它比静电、静磁屏蔽更具有普遍意义.电磁屏蔽是抑制干扰,增强设备的可靠性及提高产品质量的有效手段.合理地使用电磁屏蔽,可以抑制外来高频电磁波的干扰,也可以避免作为干扰源去影响其他设备.如在收音机中,用空芯铝壳罩在线圈外面,使它不受外界时变场的干扰从而避免杂音.音频馈线用屏蔽线也是这个道理.示波管用铁皮包着,也是为了使杂散电磁场不影响电子射线的扫描.在金属屏蔽壳内部的元件或设备所产生的高频电磁波也透不出金属壳而不致影响外部设备.用什么材料作电磁屏蔽呢?因电磁波在良导体中衰减很快,把由导体表面衰减到表面值的1/e(约36.8%)处的厚度称为趋肤厚度(又称透入深度),用d表示,有电磁屏蔽,电磁场在导电介质中传播时,其场量(E和H)的振幅随距离的增加而按指数规律衰减.从能量的观点看,电磁波在导电介质中传播时有能量损耗,因此,表现为场量振幅的减小.导体表面的场量最大,愈深入导体内部,场量愈小.这种现象也称为趋肤效应.利用趋肤效应可以阻止高频电磁波透入良导体而作成电磁屏蔽装置.它比静电、静磁屏蔽更具有普遍意义.电磁屏蔽是抑制干扰,增强设备的可靠性及提高产品质量的有效手段.合理地使用电磁屏蔽,可以抑制外来高频电磁波的干扰,也可以避免作为干扰源去影响其他设备.如在收音机中,用空芯铝壳罩在线圈外面,使它不受外界时变场的干扰从而避免杂音.音频馈线用屏蔽线也是这个道理.示波管用铁皮包着,也是为了使杂散电磁场不影响电子射线的扫描.在金属屏蔽壳内部的元件或设备所产生的高频电磁波也透不出金属壳而不致影响外部设备.用什么材料作电磁屏蔽呢?因电磁波在良导体中衰减很快,把由导体表面衰减到表面值的1/e(约36.8%)处的厚度称为趋肤厚度(又称透入深度),用d表示,有其中μ和σ分别为屏蔽材料的磁导率和电导率.若电视频率f=100 MHz,对铜导体(σ=5.8×107/ ?m,μ≈μo＝4π×10-7H/m)可求出d=0．00667mm.可见良导体的电磁屏蔽效果显著.如果是铁(σ＝107/ ?m)则d=0.016mm.如果是铝(σ＝3.54×107/ ?m)则d＝0.0085mm.为了得到有效的屏蔽作用,屏蔽层的厚度必须接近于屏蔽物质内部的电磁波波长(λ=2πd).如在收音机中,若f＝500kHz,则在铜中d＝0.094mm(λ=0.59mm).在铝中d＝0.12mm(λ=0.75mm ).所以在收音机中用较薄的铜或铝材料已能得到良好的屏蔽效果.因为电视频率更高,透入深度更小些,所需屏蔽层厚度可更薄些,如果考虑机械强度,要有必要的厚度.在高频时,由于铁磁材料的磁滞损耗和涡流损失较大,从而造成谐振电路品质因素Q值的下降,故一般不采用高磁导率的磁屏蔽,而采用高电导率的材料做电磁屏蔽.在电磁材料中,因趋肤电流是涡电流,故电磁屏蔽又叫涡流屏蔽.在工频(50Hz)时,铜中的d＝9.45mm,铝中的d＝11.67mm.显然,采用铜、铝已很不适宜了,如用铁,则d＝0.172mm,这时应采用铁磁材料.因为在铁磁材料中电磁场衰减比铜、铝中大得多.又因是低频,无需考虑Q值问题.可见,在低频情况下,电磁屏蔽就转化为静磁屏蔽.电磁屏蔽和静电屏蔽有相同点也有不同点.相同点是都应用高电导率的金属材料来制作;不同点是静电屏蔽只能消除电容耦合,防止静电感应,屏蔽必须接地.而电磁屏蔽是使电磁场只能透入屏蔽体一薄层,借涡流消除电磁场的干扰,这种屏蔽体可不接地.但因用作电磁屏蔽的导体增加了静电耦合,因此即使只进行电磁屏蔽,也还是接地为好,这样电磁屏蔽也同时起静电屏蔽作用.。
