Mga Prinsipyo ng Magnetic Shielding
Dalawang paraan ang ginagamit upang protektahan ang magnetic field:
Paraan ng bypass;
Paraan ng magnetic field ng screen.
Tingnan natin ang bawat isa sa mga pamamaraang ito.
Ang paraan ng pag-shunting ng magnetic field na may screen.
Ang paraan ng pag-shunting ng magnetic field na may screen ay ginagamit upang maprotektahan laban sa isang pare-pareho at dahan-dahang pagbabago ng alternating magnetic field. Ang mga screen ay gawa sa ferromagnetic na materyales na may mataas na relatibong magnetic permeability (bakal, permalloy). Sa pagkakaroon ng isang screen, ang mga linya ng magnetic induction ay dumaan pangunahin sa mga dingding nito (Figure 8.15), na may mababang magnetic resistance kumpara sa espasyo ng hangin sa loob ng screen. Ang kalidad ng shielding ay depende sa magnetic permeability ng shield at ang paglaban ng magnetic circuit, i.e. mas makapal ang screen at mas kaunting mga tahi, ang mga joints na tumatakbo sa direksyon ng magnetic induction lines, mas mataas ang shielding efficiency.
Ang paraan ng pag-displace ng magnetic field sa pamamagitan ng screen.
Ang paraan ng pag-displace ng magnetic field sa pamamagitan ng screen ay ginagamit upang protektahan ang mga alternating high-frequency na magnetic field. Sa kasong ito, ginagamit ang mga screen na gawa sa mga non-magnetic na metal. Ang shielding ay batay sa phenomenon ng induction. Ito ay kung saan ang phenomenon ng induction ay kapaki-pakinabang.
Naglalagay kami ng tansong silindro sa landas ng isang pare-parehong alternating magnetic field (Larawan 8.16, a). Ang mga variable na ED ay masasabik dito, na, sa turn, ay lilikha ng mga variable na induction eddy currents (Foucault currents). Ang magnetic field ng mga alon na ito (Figure 8.16, b) ay isasara; sa loob ng silindro ito ay ididirekta patungo sa kapana-panabik na larangan, at sa labas nito - sa parehong direksyon ng kapana-panabik na larangan. Ang resultang field (Figure 8.16, c) ay lumalabas na humina sa silindro at pinalakas sa labas nito, i.e. ang patlang ay inilipat mula sa puwang na inookupahan ng silindro, na kung saan ay ang shielding effect nito, na magiging mas epektibo, mas mababa ang electrical resistance ng cylinder, i.e. mas malaki ang eddy currents na dumadaloy dito.
Dahil sa epekto sa ibabaw ("epekto sa balat"), ang density ng eddy currents at ang intensity ng alternating magnetic field ay bumababa nang husto habang lumalalim tayo sa metal.
, (8.5)
saan 
(8.6)
- isang tagapagpahiwatig ng pagbaba sa patlang at kasalukuyang, na tinatawag na katumbas na lalim ng pagtagos.
Narito ang kamag-anak na magnetic permeability ng materyal;
- magnetic permeability ng vacuum, katumbas ng 1.25 * 10 8 gn * cm -1;
- tiyak na pagtutol ng materyal, Ohm * cm;
- dalas ng Hz.
Ito ay maginhawa upang makilala ang shielding effect ng eddy currents sa pamamagitan ng halaga ng katumbas na lalim ng pagtagos. Ang mas maliit na x 0, mas malaki ang magnetic field na nilikha ng mga ito, na inilipat ang panlabas na field ng pickup source mula sa espasyong inookupahan ng screen.
Para sa isang non-magnetic na materyal sa formula (8.6) = 1, ang shielding effect ay tinutukoy lamang ng at. At kung ang screen ay gawa sa ferromagnetic material?
Kung pantay, ang epekto ay magiging mas mahusay, dahil> 1 (50..100) at x 0 ay magiging mas kaunti.
Kaya, ang x 0 ay isang criterion para sa screening effect ng eddy currents. Ito ay kagiliw-giliw na tantiyahin kung gaano karaming beses ang kasalukuyang density at lakas ng magnetic field ay nagiging mas kaunti sa lalim na x 0 kumpara sa ibabaw. Upang gawin ito, palitan ang x = x 0 sa formula (8.5), pagkatapos
kung saan makikita na sa lalim ng x 0, ang kasalukuyang density at ang lakas ng magnetic field ay bumababa ng isang kadahilanan ng e, i.e. sa isang halaga ng 1 / 2.72, na 0.37 ng density at pag-igting sa ibabaw. Dahil ang paghina ng patlang ay lamang 2.72 beses sa lalim ng x 0 hindi sapat upang makilala ang materyal ng kalasag, pagkatapos ay gumagamit sila ng dalawa pang mga halaga ng lalim ng pagtagos x 0.1 at x 0.01, na nagpapakilala sa pagbaba sa kasalukuyang density at boltahe ng field sa pamamagitan ng isang kadahilanan na 10 at 100 mula sa kanilang mga halaga sa ibabaw.
Ipahayag natin ang mga halaga x 0.1 at x 0.01 sa pamamagitan ng halaga x 0, para dito, sa batayan ng expression (8.5), binubuo namin ang equation
AT 
,
pagpapasya kung alin ang makukuha natin
x 0.1 = x 0 ln10 = 2.3x 0; (8.7)
x 0.01 = x 0 ln100 = 4.6x 0
Batay sa mga pormula (8.6) at (8.7), ang mga halaga ng lalim ng pagtagos ay ibinibigay sa literatura para sa iba't ibang mga materyales sa kalasag. Para sa kapakanan ng kalinawan, ipapakita namin ang parehong data sa anyo ng talahanayan 8.1.
Makikita mula sa talahanayan na para sa lahat ng mataas na frequency, simula sa medium wave range, ang isang screen na gawa sa anumang metal na may kapal na 0.5..1.5 mm ay napaka-epektibo. Kapag pumipili ng kapal at materyal ng screen, ang isa ay hindi dapat magpatuloy mula sa mga de-koryenteng katangian ng materyal, ngunit magabayan ng pagsasaalang-alang ng mekanikal na lakas, katigasan, paglaban sa kaagnasan, kaginhawaan ng pagsali sa mga indibidwal na bahagi at ang pagpapatupad ng mga transitional contact sa pagitan ng mga ito na may mababang pagtutol, kadalian ng paghihinang, hinang, atbp.
Mula sa data sa talahanayan ay sinusundan iyon para sa mga frequency na higit sa 10 MHz, ang isang pelikulang tanso at, bukod dito, ng pilak na may kapal na mas mababa sa 0.1 mm ay nagbibigay ng isang makabuluhang epekto sa screening... Samakatuwid, sa mga frequency na higit sa 10 MHz, medyo pinahihintulutan na gumamit ng mga screen na gawa sa foil-clad getinax o iba pang insulating material na may copper o silver coating na inilapat dito.
Ang bakal ay maaaring gamitin bilang mga kalasag, tandaan lamang na dahil sa mataas na resistivity at ang kababalaghan ng hysteresis, ang bakal na kalasag ay maaaring magpakilala ng malaking pagkalugi sa mga shielding circuit.
Pagsala
Ang pagsasala ay ang pangunahing paraan ng pagpapahina ng nakabubuo na interference na nilikha sa power supply at switching circuit ng DC at AC ES. Ang mga filter ng pagpigil ng ingay na idinisenyo para sa layuning ito ay maaaring mabawasan ang isinasagawang interference mula sa parehong panlabas at panloob na pinagmumulan. Ang kahusayan ng pagsasala ay tinutukoy ng pagkawala ng pagpasok ng filter:
dB,
Ang mga sumusunod na pangunahing kinakailangan ay ipinapataw sa filter:
Tinitiyak ang tinukoy na kahusayan S sa kinakailangang hanay ng dalas (isinasaalang-alang ang panloob na paglaban at ang pagkarga ng de-koryenteng circuit);
Nililimitahan ang pinahihintulutang pagbaba sa DC o AC na boltahe sa buong filter sa pinakamataas na kasalukuyang pagkarga;
Tinitiyak ang tinatanggap na nonlinear distortion ng supply boltahe, na tumutukoy sa mga kinakailangan para sa linearity ng filter;
Mga kinakailangan sa disenyo - kahusayan ng shielding, pinakamababang kabuuang sukat at timbang, pagkakaloob ng mga normal na kondisyon ng thermal, paglaban sa mga impluwensyang mekanikal at klimatiko, kakayahang makagawa ng konstruksiyon, atbp.;
Dapat piliin ang mga elemento ng filter na isinasaalang-alang ang mga na-rate na alon at boltahe ng de-koryenteng circuit, pati na rin ang mga surge sa mga boltahe at alon na dulot ng mga ito, na sanhi ng kawalang-tatag ng rehimeng elektrikal at lumilipas.
Mga kapasitor. Ginagamit ang mga ito bilang mga independiyenteng elemento ng pagsugpo ng ingay at bilang mga parallel na link ng filter. Sa istruktura, ang mga interference suppression capacitor ay nahahati sa:
Uri ng double-pole K50-6, K52-1B, ETO, K53-1A;
Uri ng suporta KO, KO-E, KDO;
Mga checkpoint na non-coaxial type K73-21;
Bushing coaxial type KTP-44, K10-44, K73-18, K53-17;
Mga yunit ng condensing;
Ang pangunahing katangian ng isang kapasitor ng pagsugpo ng ingay ay ang pagtitiwala ng impedance nito sa dalas. Upang mabawasan ang interference sa hanay ng dalas hanggang sa humigit-kumulang 10 MHz, maaari mong gamitin ang dalawang-pol na capacitor, na isinasaalang-alang ang maliit na haba ng kanilang mga lead. Ginagamit ang reference noise suppression capacitor hanggang sa mga frequency na 30-50 MHz. Ang mga balanseng feed-through capacitor ay ginagamit sa isang two-wire circuit hanggang sa mga frequency ng pagkakasunud-sunod na 100 MHz. Ang mga feed-through na capacitor ay gumagana sa isang malawak na hanay ng dalas hanggang sa humigit-kumulang 1000 MHz.
Mga elemento ng induktibo... Ginagamit ang mga ito bilang mga independiyenteng elemento ng pagsugpo ng ingay at bilang magkakasunod na mga link ng mga filter ng pagpigil sa ingay. Sa istruktura, ang pinakakaraniwang mga choke ay may mga espesyal na uri:
Nakapulupot sa isang ferromagnetic core;
Walang likid.
Ang pangunahing katangian ng isang interference suppression choke ay ang dependence ng impedance nito sa frequency. Sa mababang frequency, inirerekumenda na gumamit ng magnetodielectric core ng mga grade PP90 at PP250, na ginawa batay sa m-permaloy. Upang sugpuin ang pagkagambala sa mga circuit ng kagamitan na may mga alon hanggang sa 3A, inirerekumenda na gumamit ng HF chokes ng uri ng DM, sa mataas na rate ng mga alon - chokes ng serye ng D200.
Mga filter. Ang mga ceramic pass-through na filter ng mga uri ng B7, B14, B23 ay idinisenyo upang sugpuin ang ingay sa DC, pulsating at alternating current circuit sa frequency range mula 10 MHz hanggang 10 GHz. Ang mga disenyo ng naturang mga filter ay ipinapakita sa Figure 8.17.
Ang attenuation na ipinakilala ng mga filter na B7, B14, B23 sa frequency range na 10..100 MHz ay tumataas ng humigit-kumulang mula 20..30 hanggang 50..60 dB at lumampas sa 50 dB sa frequency range na higit sa 100 MHz.
Ang mga ceramic in-line na filter ng uri ng B23B ay binuo batay sa mga ceramic disk capacitor at turnless ferromagnetic chokes (Figure 8.18).
Ang mga turn-less chokes ay isang tubular ferromagnetic core na gawa sa ferrite grade 50 VCh-2, na nakasuot ng through-feed na output. Ang inductance ng choke ay 0.08 ... 0.13 μH. Ang pabahay ng filter ay gawa sa UV-61 na ceramic na materyal na may mataas na lakas ng makina. Ang katawan ay metallized na may isang layer ng pilak upang matiyak ang isang mababang transition resistance sa pagitan ng panlabas na plate ng kapasitor at ang grounding threaded bush, kung saan ang filter ay fastened. Ang kapasitor sa kahabaan ng panlabas na perimeter ay ibinebenta sa pabahay ng filter, at kasama ang panloob na perimeter - sa through-hole. Ang filter ay tinatakan sa pamamagitan ng pagpuno sa mga dulo ng pabahay ng isang tambalan.
Para sa mga filter B23B:
mga nominal na kapasidad ng filter - mula 0.01 hanggang 6.8 μF,
rated boltahe 50 at 250V,
kasalukuyang rate hanggang 20A,
Mga sukat ng filter:
L = 25mm, D = 12mm
Ang attenuation na ipinakilala ng mga filter na B23B sa frequency range mula 10 kHz hanggang 10 MHz ay tumataas ng humigit-kumulang mula 30..50 hanggang 60..70 dB at lumalampas sa 70 dB sa frequency range na higit sa 10 MHz.
Para sa mga on-board na power plant, ipinapangako na gumamit ng mga espesyal na wire na pumipigil sa ingay na may mga ferron filler na may mataas na magnetic permeability at mataas na tiyak na pagkalugi. Kaya para sa mga wire ng tatak ng PPE, ang pagkawala ng pagpapasok sa hanay ng dalas na 1 ... 1000 MHz ay tumataas mula 6 hanggang 128 dB / m.
Ang disenyo ng mga multi-pin connector ay kilala, kung saan isang U-shaped interference suppression filter ang naka-install sa bawat contact.
Pangkalahatang sukat ng built-in na filter:
haba 9.5 mm,
diameter 3.2 mm.
Ang pagkawala ng pagpasok ng filter sa isang 50-ohm circuit ay 20 dB sa 10 MHz at hanggang 80 dB sa 100 MHz.
Pagsala ng mga power circuit ng digital RES.
Ang ingay ng salpok sa mga power bus, na nagmumula sa proseso ng paglipat ng mga digital integrated circuit (DIC), pati na rin ang pagtagos sa labas, ay maaaring humantong sa mga malfunctions sa pagpapatakbo ng mga digital information processing device.
Upang mabawasan ang antas ng ingay sa mga power bus, ginagamit ang mga pamamaraan ng disenyo ng circuit:
Pagbawas ng inductance ng "power" bus, na isinasaalang-alang ang mutual magnetic coupling ng forward at return conductors;
Pagbawas ng mga haba ng mga seksyon ng "power" na mga bus, na karaniwan para sa mga alon para sa iba't ibang ICS;
Ang pagbagal ng mga gilid ng impulse currents sa "power" na mga bus gamit ang noise suppression capacitors;
Rational topology ng mga power circuit sa isang naka-print na circuit board.
Ang pagtaas sa cross-section ng mga conductor ay humahantong sa isang pagbawas sa intrinsic inductance ng mga bus, at binabawasan din ang kanilang aktibong resistensya. Ang huli ay lalong mahalaga sa kaso ng ground bus, na siyang return conductor para sa mga signal circuit. Samakatuwid, sa multilayer printed circuit boards, ito ay kanais-nais na gawin ang "power" bus sa anyo ng pagsasagawa ng mga eroplano na matatagpuan sa katabing mga layer (Figure 8.19).
Ang mga hinged power rails na ginagamit sa mga naka-print na circuit assemblies batay sa mga digital na IC ay may mas malaking transverse na sukat kumpara sa mga bus na ginawa sa anyo ng mga naka-print na konduktor, at, dahil dito, mas mababang inductance at resistensya. Ang mga karagdagang benepisyo ng outboard power rails ay:
Pinasimpleng pagruruta ng mga signal circuit;
Ang pagtaas ng tigas ng PCB sa pamamagitan ng paglikha ng mga karagdagang tadyang na nagsisilbing mga limiter na nagpoprotekta sa mga IC na may naka-mount na ERE mula sa mekanikal na pinsala sa panahon ng pag-install at pagsasaayos ng produkto (Figure 8.20).
Ang mataas na manufacturability ay nakikilala ang "power" na mga busbar, na ginawa sa pamamagitan ng isang naka-print na paraan at naka-mount nang patayo sa PCB (Figure 6.12c).
Mga kilalang disenyo ng mga hinged na gulong na naka-install sa ilalim ng IC case, na matatagpuan sa board sa mga hilera (Figure 8.22).
Ang isinasaalang-alang na mga disenyo ng "power" na mga bus ay nagbibigay din ng isang malaking linear capacitance, na humahantong sa isang pagbawas sa wave impedance ng linya ng "power" at, dahil dito, sa pagbaba sa antas ng ingay ng salpok.
Ang pamamahagi ng kapangyarihan ng IC sa PCB ay hindi dapat isagawa sa serye (Figure 8.23a), ngunit kahanay (Figure 8.23b)
Kinakailangang gamitin ang pamamahagi ng kapangyarihan sa anyo ng mga closed circuit (Larawan 8.23c). Ang disenyong ito ay lumalapit sa mga de-koryenteng parameter nito sa solidong mga eroplanong pang-supply. Upang maprotektahan laban sa impluwensya ng isang panlabas na interference-carrying magnetic field, isang panlabas na closed loop ay dapat ibigay sa kahabaan ng perimeter ng PCB.
Earthing
Ang sistema ng saligan ay isang de-koryenteng circuit na may pag-aari ng pagpapanatili ng pinakamababang potensyal, na siyang antas ng sanggunian sa isang partikular na produkto. Ang grounding system sa ES ay dapat magbigay ng signal at power return circuits, protektahan ang mga tao at kagamitan mula sa mga fault sa power supply circuits, at alisin ang mga static na singil.
Ang mga sumusunod na pangunahing kinakailangan ay ipinapataw sa mga sistema ng saligan:
1) pagliit ng pangkalahatang impedance ng ground bus;
2) ang kawalan ng closed ground loops na sensitibo sa mga epekto ng magnetic field.
Ang isang ES ay nangangailangan ng hindi bababa sa tatlong magkakahiwalay na ground circuit:
Para sa mga signal circuit na may mababang alon at boltahe;
Para sa mga power circuit na may mataas na antas ng pagkonsumo ng kuryente (mga supply ng kuryente, mga yugto ng output ng ES, atbp.)
Para sa mga chassis circuit (chassis, panel, screen at plating).
Ang mga electric circuit sa ES ay pinagbabatayan sa mga sumusunod na paraan: sa isang punto at sa ilang mga punto na pinakamalapit sa ground reference point (Figure 8.24)
Alinsunod dito, ang mga sistema ng saligan ay maaaring tawaging single-point at multi-point.
Ang pinakamalaking antas ng interference ay nangyayari sa isang single-point grounding system na may karaniwang serially connected "ground" bus (Figure 8.24 a).
Kung mas malayo ang grounding point, mas mataas ang potensyal nito. Hindi ito dapat gamitin para sa mga circuit na may malaking spread sa konsumo ng kuryente, dahil ang malalakas na FU ay lumilikha ng malalaking pabalik na alon sa lupa, na maaaring makaapekto sa mga maliliit na signal na FU. Kung kinakailangan, ang pinaka-kritikal na FU ay dapat na konektado nang malapit sa ground reference point hangga't maaari.
Dapat gumamit ng multi-point grounding system (Figure 8.24 c) para sa mga high-frequency circuit (f≥10 MHz), na kumukonekta sa FU RES sa mga puntong pinakamalapit sa ground reference point.
Para sa mga sensitibong circuit, isang floating ground circuit ang ginagamit (Figure 8.25). Ang ganitong sistema ng saligan ay nangangailangan ng kumpletong paghihiwalay ng circuit mula sa kaso (mataas na pagtutol at mababang kapasidad), kung hindi man ito ay hindi epektibo. Ang mga solar cell o baterya ay maaaring gamitin bilang mga power source para sa mga circuit, at ang mga signal ay dapat pumasok at umalis sa circuit sa pamamagitan ng mga transformer o optocoupler.
Ang isang halimbawa ng pagpapatupad ng itinuturing na mga prinsipyo ng saligan para sa isang siyam na track na digital tape drive ay ipinapakita sa Figure 8.26.
Mayroong mga sumusunod na ground rails: tatlong signal, isang power, at isang frame. Ang pinaka-madaling kapitan ng analog FUs (nine sense amplifiers) ay pinagbabatayan gamit ang dalawang magkahiwalay na ground rails. Siyam na recording amplifier na tumatakbo sa mga antas ng signal na mas mataas kaysa sa mga read amplifiers, pati na rin ang mga control IC at data product interface circuit, ay konektado sa ikatlong linya ng signal na "ground". Ang tatlong DC motor at ang kanilang mga control circuit, relay at solenoid ay konektado sa power ground rail. Ang pinaka tumutugon na drive shaft motor control circuit ay konektado na pinakamalapit sa ground reference point. Ang frame bus na "ground" ay ginagamit upang ikonekta ang frame at ang casing. Ang signal, power, at frame ground bus ay konektado nang magkasama sa isang punto sa pangalawang power supply. Dapat pansinin ang pagiging angkop ng pagguhit ng mga diagram ng mga kable ng istruktura sa disenyo ng mga elektronikong aparato sa radyo.
Sa pamamagitan ng pagbili at paggamit ng neodymium magnets, kinikilala mo na maingat mong binasa at naunawaan ang lahat ng sumusunod na babala !!!
Hindi kami tumatanggap ng anumang pananagutan para sa pinsalang dulot ng hindi wastong paggamit ng mga neodymium magnet. Kung mag-donate ka ng mga neodymium magnet sa mga ikatlong partido, mangyaring ipaliwanag sa kanila ang mga potensyal na panganib kapag hinahawakan ang mga ito.
Mga panuntunan sa kaligtasan
kapag humahawak ng mga neodymium magnet.
Ano ang maaari at hindi maaaring gawin sa mga neodymium magnet?
Nagtatrabaho kami sa mga heavy duty magnet araw-araw. Alam namin na ito ay isang de-kalidad na produkto. Nangangahulugan ito na ang ating mga magnet ay napakalakas! At mayroon kaming babalaan sa iyo. Pakibasa nang mabuti ang mga panuntunan at rekomendasyong ito. Makakatulong ito sa iyong panatilihing buo ang iyong mga magnet, mga daliri, at posibleng buhay at kalusugan ng iyong mga mahal sa buhay.
PANSIN!
MAHALAGANG BABALA: HUWAG IBIGAY ANG MGA ITO SA IYONG MALIIT NA ANAK!
HINDI ITO LARUAN!
Ang mga maliliit na magnet ay kasing mapanganib ng mga malalaking magnet. Kung ang isang bata ay hindi sinasadyang nakalulon ng gayong magnet, ito ay isang sakuna. Una, kahit na ang lahat ng neodymium magnet ay natatakpan ng isang matibay na proteksiyon na patong, may panganib ng matinding pagkalason kung ang patong ay nasira bilang resulta ng pagkabigla o para sa mga teknolohikal na dahilan. Pangalawa, kung ang isang bata ay lumunok ng dalawang gayong magnet, maaari silang "magkadikit", na nasa katabing mga seksyon ng bituka. At ito ay nagbabanta na sa peritonitis (pagbubutas ng dingding ng bituka). Ang bawat sibilisadong tao ay narinig ang tungkol sa mga kahihinatnan ng peritonitis. Sa kasong ito, ang isang kagyat na operasyon ay kinakailangan, at ang pagpapatupad nito ay magiging lubhang mahirap dahil ang mga magnet ay maaaring maakit sa mga instrumento sa pag-opera o hilahin ang mga ito patungo sa kanilang sarili.
Tulad ng para sa malalaking neodymium magnet, huwag ibigay ang mga ito sa mga bata! Ang mga durog na buto ng daliri, mga fragment ng magnet na nakakalat mula sa epekto, mga nasira na telebisyon, mga computer, storage media ... Ang listahan ay maaaring ipagpatuloy sa mahabang panahon, ngunit ang unang punto lamang ay sapat na. Ang pagbibigay nito sa mga bata ay parang pagbibigay sa isang bata na maglaro ng chainsaw o katulad nito.
Kaya, upang ulitin, ang mga super magnet ay para lamang sa mga matatanda!
Ngayon ang impormasyon para sa mga matatanda:
SA HANDLING NEDYME SUPERMAGNETS
MAG-INGAT KA!
Ang mga magnet na ito ay napakalakas na madali ka nilang masaktan!
Marami sa mga magnet ay may kaakit-akit na puwersa ng sampu o kahit na daan-daang kilo, na may mga sukat na hindi mas malaki kaysa sa isang kamao! Ang maliit na sukat ng gayong mga magnet ay lumilikha ng isang mapanlinlang na impresyon ng kanilang kahinaan. Ngunit isipin kung ano ang mangyayari kung ang iyong mga daliri ay nahuli sa pagitan ng dalawang metal cube na kumukuha ng lakas na 400 kilo !? Halimbawa, ang isang lapis na gawa sa kahoy ay nagiging manipis na "cake"! Lubhang hindi kanais-nais kung ang gayong magnet ay naaakit sa katawan ng iyong sasakyan o, mas masahol pa, sa dingding ng isang karwahe ng isang subway na tren na dumadaan.
Samakatuwid, maingat na obserbahan ang mga hakbang sa kaligtasan, lalo na sa malalaking (higit sa 5 sentimetro sa anumang laki) neodymium magnet.
Bago idikit ang gayong magnet sa isang napakalaking bagay na bakal, isipin: magkakaroon ka ba ng lakas upang mapunit ito mamaya?
Kung kailangan mong idiskonekta ang gayong napakalakas na neodymium magnet - huwag subukang paghiwalayin ang mga ito. Malamang na hindi ka makakagawa ng pagsisikap na higit sa 30 kilo, sinusubukan mong hawakan sa iyong mga daliri ang isang makinis na magnet na kasing laki ng isang sugar cube. Kahit na mahawakan mo sila ng kaunti, may panganib na ang isa sa kanila ay makatakas mula sa mga kamay at muli agad na maakit sa isa pa. Maaari itong makapinsala sa mga daliri at sa mga magnet mismo.
Ang pinakaligtas na paraan upang paghiwalayin ang mga magnet ay ilagay ang mga ito sa gilid ng isang matibay (non-magnetic) na talahanayan upang ang linya ng koneksyon ay eksaktong nasa gilid ng talahanayan. At paglalapat ng isang vertical na puwersa, ilipat pababa ang magnet na nakausli sa kabila ng gilid at agad na dalhin ito sa gilid - pababa mula sa mesa o kahit na itapon ito sa sahig (kung ang sahig ay hindi bakal at hindi masyadong matigas). Kaya, posible na paghiwalayin ang kahit na mga magnet na may kaakit-akit na puwersa na hanggang 100 kg. Ang mas malakas na magnet ay maaaring mangailangan ng espesyal na hardware upang madiskonekta.
Panganib mula sa malalakas na magnetic field sa mga bagay at device
Ang magnetic field ng isang neodymium magnet ay umaabot nang higit pa sa kalawakan kaysa sa field ng mga ordinaryong magnet, ito ay napakalakas na, kung mali ang paghawak, maaari itong makagambala sa pagpapatakbo ng mga elektronikong aparato, makagambala sa pagpapatakbo ng mga compass sa isang malaking distansya, masira ang imahe sa mga screen ng TV at computer, agad na maakit ang iba pang mga magnet at mga bagay na metal (kabilang ang mga kutsilyo, mga distornilyador, mga karayom) sa isang malaking distansya - mag-ingat! Ang isang kutsilyo mula sa mesa, na naaakit ng magnet at lumilipad ng kalahating metro sa hangin patungo sa magnet sa iyong kamay ay isang napakaseryosong banta! Lalo na kung nakatayo ka upang ang linya ng paglipad ay dumaan sa iyong katawan, halimbawa, hawakan ang isang magnet sa iyong kamay at ibalik ang iyong likod sa isang kutsilyo, distornilyador, pako, atbp. na nakahiga sa mesa.
Huwag pindutin, huwag init!
Mahalaga ring isaalang-alang na ang mga neodymium magnet ay maaaring makabasag mula sa isang malakas na impact (halimbawa, kung sila ay pinapayagang hindi makontrol na magsama-sama mula sa isang malayong distansya). ) kung saan maaaring maabot ng magnet ang mataas na temperatura! Kapag pinainit sa itaas 80 degrees Celsius, ang mga neodymium magnet ay magsisimulang mawala ang kanilang mga magnetic na katangian. At kapag pinainit sa mas mataas na temperatura, maaari silang mag-apoy sa paglabas ng nakalalasong usok.
Biological na epekto ng malakas na magnetic field
Bagaman ngayon ay marami silang isinulat tungkol sa magnetotherapy, ang kapaki-pakinabang na epekto ng mga magnetic field sa mga proseso ng biochemical sa katawan ng tao - nais naming bigyan ng babala laban sa hindi makontrol na mga eksperimento sa ating sarili at sa iba. Ang mga kahihinatnan ng pagkakalantad sa napakalakas na magnetic field ay hindi pa sapat na pinag-aralan. Samakatuwid, subukang huwag manatili nang masyadong mahaba malapit lalo na ang malalakas na magnet at huwag dalhin ang mga ito sa iyong mga bulsa, sa iyong katawan, atbp. Ang mga magnetikong pulseras, maliliit na magneto para sa magnetotherapy ay itinuturing na ligtas ngayon. Ngunit sa anumang kaso - ginagamit mo ang mga ito sa iyong sariling panganib at panganib.
Huwag subukang subukan ang mga magnet sa iyong (lalo na sa ibang tao) earlobes, nasal septa, atbp. Ikaw ay binigyan ng babala!
Ang neodymium super-powerful magnets ay hindi rin dapat ilapit sa mga instrumento sa pagsukat (metro, mechanical scale), na maaaring humantong sa mga maling pagbabasa o paghinto.
Pacemaker ng puso
Maaaring makagambala ang mga magnet sa paggana ng mga pacemaker at implanted na defibrillator. Maaaring lumipat ang pacemaker sa test mode at magdulot ng kakulangan sa ginhawa. Maaaring huminto sa paggana ang defibrillator. Kung nagdadala o nagdadala ka ng mga ganoong device, panatilihing sapat ang distansya sa pagitan nila at ng mga magnet. Mag-ingat sa mga nagsusuot ng mga device na iyon. mula sa papalapit na magnet.
Allergy sa nikel
Marami sa ating mga magnet ang naglalaman ng nickel sa kanilang mga coatings. Ang ilang mga tao ay allergic sa nickel. Huwag gumamit ng magnet kung ikaw ay allergic sa nickel.
Isang magnetic field
Lumilikha ang mga magnet ng napakalakas na magnetic field na kumikilos sa medyo malayo. Sa partikular, maaari silang makapinsala sa mga telebisyon at laptop na computer, hard drive ng computer, credit at European check card, storage media, mekanikal na relo, hearing aid at speaker. Panatilihin ang mga magnet sa isang malaking distansya mula sa anumang mga aparato at bagay na maaaring masira ng malakas na magnetic field.
Postage
Ang mga magnetic field ng magnet na hindi nakaimpake nang maayos ay maaaring maging sanhi ng hindi paggana ng mga kagamitan sa pag-uuri at makapinsala sa mga nilalaman ng iba pang mga pakete. Gumamit ng malalaking lalagyan para sa pag-iimpake at ilagay ang mga magnet sa gitna ng pakete, na pinupunan ang mga void na may filler material. Ilagay ang mga magnet sa ang pakete upang ang mga magnetic field ay kapwa neutralisahin ang isa't isa. Kung kinakailangan, gumamit ng mga metal sheet upang protektahan ang magnetic field.
Paano matiyak na ang dalawang magnet na matatagpuan sa tabi ng bawat isa ay hindi nararamdaman ang presensya ng bawat isa? Anong materyal ang dapat ilagay sa pagitan ng mga ito upang ang mga linya ng magnetic field mula sa isang magnet ay hindi umabot sa pangalawang magnet?
Ang tanong na ito ay hindi kasing-maliit na tila sa unang tingin. Kailangan talaga nating i-insulate ang dalawang magnet. Iyon ay, upang ang dalawang magnet na ito ay maaaring iikot sa iba't ibang paraan at ilipat sa iba't ibang paraan na may kaugnayan sa isa't isa at, gayunpaman, upang ang bawat isa sa mga magnet na ito ay kumikilos na parang walang ibang magnet sa malapit. Samakatuwid, ang anumang mga trick na may paglalagay ng isang ikatlong magnet o ferromagnet sa tabi ng bawat isa, upang lumikha ng ilang mga espesyal na pagsasaayos ng mga magnetic field na may kabayaran sa lahat ng mga magnetic field sa isang partikular na punto, sa panimula ay hindi gumagana.
Diamagnet ???
Minsan ito ay nagkakamali na naisip na ang gayong insulator ng isang magnetic field ay maaaring diamagnet... Ngunit hindi ito totoo. Ang diamagnet ay talagang nagpapahina sa magnetic field. Ngunit ito ay nagpapahina sa magnetic field lamang sa kapal ng diamagnet mismo, sa loob ng diamagnet. Dahil dito, marami ang nagkakamali sa pag-iisip na kung ang isa o parehong mga magnet ay na-brick sa isang piraso ng diamagnet, kung gayon, diumano, ang kanilang pagkahumaling o pagtanggi ay hihina.
Ngunit hindi ito solusyon sa problema. Una, ang mga linya ng puwersa ng isang magnet ay makakarating pa rin sa kabilang magnet, iyon ay, ang magnetic field ay bumababa lamang sa kapal ng diamagnet, ngunit hindi nawawala nang buo. Pangalawa, kung ang mga magnet ay napapaderan sa kapal ng diamagnet, kung gayon hindi natin maaaring ilipat at paikutin ang mga ito nang may kaugnayan sa bawat isa.
At kung gagawa ka ng isang simpleng flat screen mula sa isang diamagnet, ang screen na ito ay magpapadala ng magnetic field sa pamamagitan ng sarili nito. Bukod dito, sa likod ng screen na ito, ang magnetic field ay magiging eksaktong kapareho ng kung ang diamagnetic na screen na ito ay hindi na umiiral.
Ito ay nagpapahiwatig na kahit na ang mga magnet na naka-embed sa isang diamagnet ay hindi makakaranas ng pagpapahina ng magnetic field ng bawat isa. Sa katunayan, kung saan matatagpuan ang may pader na magnet, walang diamagnet mismo sa dami ng magnet na ito. At dahil walang diamagnet kung saan matatagpuan ang walled magnet, nangangahulugan ito na ang parehong walled magnet ay aktwal na nakikipag-ugnayan sa isa't isa sa parehong paraan na parang hindi sila naka-wall up sa diamagnet. Ang diamagnet sa paligid ng mga magnet na ito ay walang silbi gaya ng flat diamagnetic shield sa pagitan ng mga magnet.
Tamang-tama diamagnet
Kailangan namin ng isang materyal na, sa pangkalahatan, ay hindi pumasa sa mga linya ng magnetic field sa pamamagitan ng sarili nito. Kinakailangan na ang mga linya ng puwersa ng magnetic field ay itinulak palabas ng naturang materyal. Kung ang mga linya ng puwersa ng magnetic field ay dumaan sa materyal, kung gayon, sa likod ng isang screen na gawa sa naturang materyal, ganap nilang ibinalik ang lahat ng kanilang lakas. Ito ay sumusunod mula sa batas ng konserbasyon ng magnetic flux.
Sa isang diamagnet, ang pagpapahina ng panlabas na magnetic field ay nangyayari dahil sa sapilitan na panloob na magnetic field. Ang sapilitang magnetic field na ito ay lumilikha ng mga pabilog na alon ng mga electron sa loob ng mga atomo. Kapag ang isang panlabas na magnetic field ay naka-on, ang mga electron sa mga atomo ay dapat magsimulang gumalaw sa paligid ng mga linya ng puwersa ng panlabas na magnetic field. Ito ang sapilitan na pabilog na paggalaw ng mga electron sa mga atomo at lumilikha ng karagdagang magnetic field, na palaging nakadirekta laban sa panlabas na magnetic field. Samakatuwid, ang kabuuang magnetic field sa kapal ng diamagnet ay nagiging mas maliit kaysa sa labas.
Gayunpaman, walang kumpletong kabayaran sa panlabas na larangan dahil sa sapilitan na panloob na larangan. Walang sapat na circular current sa mga atomo ng diamagnet upang lumikha ng eksaktong parehong magnetic field bilang isang panlabas na magnetic field. Samakatuwid, ang mga linya ng puwersa ng panlabas na magnetic field ay nananatili sa kapal ng diamagnet. Ang panlabas na magnetic field, kumbaga, ay "pumasira" sa materyal ng diamagnet sa pamamagitan at sa pamamagitan.
Ang tanging materyal na nagtutulak sa mga linya ng magnetic field mula sa sarili nito ay isang superconductor. Sa isang superconductor, ang isang panlabas na magnetic field ay nag-uudyok ng mga pabilog na alon sa paligid ng mga linya ng puwersa ng panlabas na larangan na lumikha ng isang magkasalungat na direksyon na magnetic field na eksaktong katumbas ng panlabas na magnetic field. Sa ganitong kahulugan, ang isang superconductor ay isang perpektong diamagnet.
Sa ibabaw ng isang superconductor, ang vector ng lakas ng magnetic field ay palaging nakadirekta sa ibabaw na ito nang tangential sa ibabaw ng superconducting body. Sa ibabaw ng superconductor, ang magnetic field vector ay walang bahaging nakadirekta patayo sa ibabaw ng superconductor. Samakatuwid, ang mga linya ng puwersa ng magnetic field ay palaging umiikot sa isang superconducting body ng anumang hugis.
Baluktot sa paligid ng isang superconductor sa pamamagitan ng mga linya ng magnetic field
Ngunit hindi ito nangangahulugan na kung ang isang superconducting screen ay inilagay sa pagitan ng dalawang magnet, malulutas nito ang problema. Ang katotohanan ay ang mga linya ng puwersa ng magnetic field ng isang magnet ay mapupunta sa isa pang magnet, na lampasan ang superconductor shield. Samakatuwid, mula sa isang flat superconducting screen, magkakaroon lamang ng pagpapahina ng impluwensya ng mga magnet sa isa't isa.
Ang pagpapahina ng interaksyon ng dalawang magnet ay depende sa kung gaano kalaki ang haba ng linya ng puwersa na nag-uugnay sa dalawang magnet sa isa't isa. Kung mas mahaba ang haba ng mga linya ng pagkonekta ng puwersa, mas kaunting pakikipag-ugnayan ng dalawang magnet sa isa't isa.
Ito ay eksaktong kaparehong epekto na parang tinataasan mo ang distansya sa pagitan ng mga magnet nang walang anumang superconducting screen. Kung dagdagan mo ang distansya sa pagitan ng mga magnet, ang mga haba ng mga linya ng puwersa ng magnetic field ay tumataas din.
Nangangahulugan ito na upang madagdagan ang mga haba ng mga linya ng puwersa na nagkokonekta sa dalawang magnet na lumalampas sa superconducting screen, kinakailangan upang taasan ang mga sukat ng flat screen na ito kapwa sa haba at lapad. Ito ay hahantong sa pagtaas ng haba ng mga bypassing lines of force. At kung mas malaki ang laki ng flat screen kumpara sa distansya sa pagitan ng mga magnet, nagiging mas maliit ang interaksyon sa pagitan ng mga magnet.
Ang pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga magnet ay ganap na nawawala lamang kapag ang parehong laki ng flat superconducting screen ay naging walang katapusan. Ito ay isang analogue ng sitwasyon kapag ang mga magnet ay pinaghiwalay sa isang walang katapusang malaking distansya, at samakatuwid ang haba ng mga linya ng magnetic field na nagkokonekta sa kanila ay naging walang katapusan.
Sa teorya, ito, siyempre, ganap na malulutas ang gawain sa kamay. Ngunit sa pagsasagawa, hindi tayo makakagawa ng superconducting flat screen ng walang katapusang mga dimensyon. Nais kong magkaroon ng isang solusyon na maaaring ipatupad sa pagsasanay sa laboratoryo o sa produksyon. (Hindi na natin pinag-uusapan ang mga kondisyon ng pamumuhay, dahil imposibleng gumawa ng superconductor sa pang-araw-araw na buhay.)
Paghihiwalay ng espasyo ng isang superconductor
Sa madaling salita, ang isang walang katapusang malaking flat screen ay maaaring bigyang-kahulugan bilang paghihiwalay sa buong three-dimensional na espasyo sa dalawang bahagi na hindi konektado sa isa't isa. Ngunit ito ay hindi lamang isang flat screen ng walang katapusang mga sukat na maaaring hatiin ang espasyo sa dalawang bahagi. Ang anumang saradong ibabaw ay naghahati din ng espasyo sa dalawang bahagi, sa isang volume sa loob ng isang saradong ibabaw at isang volume sa labas ng isang saradong ibabaw. Halimbawa, ang anumang globo ay naghahati sa espasyo sa dalawang bahagi: ang bola sa loob ng globo at lahat ng nasa labas.
Samakatuwid, ang superconducting sphere ay isang perpektong magnetic field insulator. Kung maglalagay ka ng magnet sa naturang superconducting sphere, walang mga device ang makaka-detect kung may magnet sa loob ng sphere na ito o wala.
At, sa kabaligtaran, kung ikaw ay inilagay sa loob ng gayong globo, kung gayon ang mga panlabas na magnetic field ay hindi kikilos sa iyo. Halimbawa, ang magnetic field ng Earth ay hindi maaaring makita sa loob ng naturang superconducting sphere ng anumang mga instrumento. Sa loob ng naturang superconducting sphere, posibleng makita lamang ang magnetic field mula sa mga magnet na iyon na nasa loob din ng globo na ito.
Kaya, upang ang dalawang magnet ay hindi nakikipag-ugnayan sa isa't isa, ang isa sa mga magnet na ito ay dapat ilagay sa loob ng superconducting sphere, at ang isa ay dapat na iwan sa labas. Pagkatapos ang magnetic field ng unang magnet ay ganap na puro sa loob ng globo at hindi lalampas sa globo na ito. Samakatuwid, ang pangalawang magnet ay hindi madarama ang presensya ng una. Gayundin, ang magnetic field ng pangalawang magnet ay hindi makaka-crawl sa loob ng superconducting sphere. At samakatuwid, hindi mararamdaman ng unang magnet ang malapit na presensya ng pangalawang magnet.
Sa wakas, maaari naming i-on at ilipat ang parehong mga magnet sa anumang paraan na gusto namin na may kaugnayan sa isa't isa. Totoo, ang unang magnet ay limitado sa mga paggalaw nito sa pamamagitan ng radius ng superconducting sphere. Pero parang ganun lang. Sa katunayan, ang pakikipag-ugnayan ng dalawang magnet ay nakasalalay lamang sa kanilang kamag-anak na posisyon at ang kanilang pag-ikot sa paligid ng sentro ng grabidad ng kaukulang magnet. Samakatuwid, sapat na upang ilagay ang sentro ng grabidad ng unang magneto sa gitna ng globo at ilagay ang pinagmulan ng mga coordinate doon sa gitna ng globo. Ang lahat ng posibleng opsyon para sa lokasyon ng mga magnet ay matutukoy lamang ng lahat ng posibleng opsyon para sa lokasyon ng pangalawang magnet na may kaugnayan sa unang magnet at ang kanilang mga anggulo ng pag-ikot sa paligid ng kanilang mga sentro ng masa.
Siyempre, sa halip na isang globo, maaari kang kumuha ng anumang iba pang hugis sa ibabaw, halimbawa, isang ellipsoid o isang hugis-kahon na ibabaw, atbp. Kung hinati lang niya ang espasyo sa dalawang bahagi. Iyon ay, ang ibabaw na ito ay hindi dapat magkaroon ng isang butas kung saan ang isang linya ng puwersa ay maaaring gumapang, na magkokonekta sa panloob at panlabas na mga magnet.
Ang pagprotekta sa mga magnetic field ay maaaring gawin sa dalawang paraan:
Shielding na may ferromagnetic na materyales.
Eddy kasalukuyang shielding.
Ang unang paraan ay karaniwang ginagamit para sa pag-screen ng pare-pareho ang MF at mababang dalas na mga patlang. Ang pangalawang paraan ay nagbibigay ng makabuluhang kahusayan sa pagprotekta sa mataas na dalas ng MF. Dahil sa epekto sa ibabaw, ang eddy current density at ang intensity ng alternating magnetic field ay bumababa nang husto habang lumalalim tayo sa metal:
Isang sukatan ng pagbaba sa field at kasalukuyang, na tinatawag na katumbas na lalim ng pagtagos.
Kung mas maliit ang lalim ng pagtagos, mas malaki ang daloy ng kasalukuyang sa mga layer sa ibabaw ng screen, mas malaki ang reverse MF na nilikha nito, na inilipat ang panlabas na field ng pinagmulan ng pickup mula sa espasyong inookupahan ng screen. Kung ang kalasag ay gawa sa isang di-magnetic na materyal, kung gayon ang epekto ng kalasag ay nakasalalay lamang sa kondaktibiti ng materyal at ang dalas ng larangan ng kalasag. Kung ang screen ay gawa sa isang ferromagnetic na materyal, kung gayon, ang lahat ng iba pang mga bagay ay pantay-pantay, ang isang malaking emisyon ay mahihimok dito ng isang panlabas na larangan. atbp kasama. dahil sa mas malaking konsentrasyon ng magnetic lines of force. Sa parehong materyal na kondaktibiti, ang mga eddy na alon ay tataas, na hahantong sa isang mas mababaw na lalim ng pagtagos at isang mas mahusay na proteksiyon na epekto.
Kapag pumipili ng kapal at materyal ng screen, ang isa ay hindi dapat magpatuloy mula sa mga de-koryenteng katangian ng materyal, ngunit magabayan ng mga pagsasaalang-alang ng mekanikal na lakas, timbang, katigasan, paglaban sa kaagnasan, kadalian ng pagsali sa mga indibidwal na bahagi at paggawa ng mga transisyonal na kontak na may mababang pagtutol sa pagitan ng mga ito, kadalian ng paghihinang, hinang, atbp.
Makikita mula sa data sa talahanayan na para sa mga frequency sa itaas 10 MHz, tanso at, bukod dito, ang mga pilak na pelikula na may kapal na humigit-kumulang 0.1 mm ay nagbibigay ng isang makabuluhang epekto sa kalasag. Samakatuwid, sa mga frequency na higit sa 10 MHz, medyo katanggap-tanggap na gumamit ng mga screen na gawa sa foil-coated getinax o fiberglass. Sa mas mataas na frequency, ang bakal ay may mas malaking epektong panlaban kaysa sa mga non-magnetic na metal. Gayunpaman, dapat itong isipin na ang mga naturang screen ay maaaring magpakilala ng mga makabuluhang pagkalugi sa mga shielded circuit dahil sa mataas na resistivity at ang phenomenon ng hysteresis. Samakatuwid, ang mga naturang screen ay naaangkop lamang sa mga kaso kung saan ang pagkawala ng pagpapasok ay maaaring balewalain. Gayundin, para sa higit na kahusayan ng shielding, ang screen ay dapat na may mas mababang magnetic resistance kaysa sa hangin, pagkatapos ay ang mga linya ng puwersa ng magnetic field ay may posibilidad na dumaan sa mga dingding ng screen at sa isang mas maliit na bilang ay tumagos sa espasyo sa labas ng screen. Ang ganitong screen ay pantay na angkop para sa pagprotekta laban sa mga epekto ng isang magnetic field at para sa pagprotekta sa panlabas na espasyo mula sa impluwensya ng magnetic field na nilikha ng isang pinagmulan sa loob ng screen.
Mayroong maraming mga grado ng bakal at permalloy na may iba't ibang mga halaga ng magnetic permeability, samakatuwid, ang halaga ng lalim ng pagtagos ay dapat kalkulahin para sa bawat materyal. Ang pagkalkula ay isinasagawa ayon sa tinatayang equation:
1) Protektado laban sa panlabas na magnetic field
Ang mga magnetic na linya ng puwersa ng panlabas na magnetic field (ang mga linya ng induction ng magnetic field ng interference) ay dadaan pangunahin sa kapal ng mga dingding ng screen, na may mababang magnetic resistance kumpara sa paglaban ng espasyo sa loob ng screen. Bilang resulta, ang panlabas na magnetic field ng interference ay hindi makakaapekto sa operating mode ng electrical circuit.
2) Shielding ng intrinsic magnetic field
Ang nasabing shielding ay ginagamit kung ang gawain ay upang protektahan ang mga panlabas na electrical circuit mula sa impluwensya ng magnetic field na nilikha ng coil current. Inductance L, iyon ay, kapag kinakailangan na praktikal na i-localize ang interference na dulot ng inductance L, kung gayon ang problema ay malulutas gamit ang isang magnetic shield, tulad ng ipinapakita sa eskematiko sa figure. Dito, halos lahat ng mga linya ng puwersa ng patlang ng inductor ay isasara sa pamamagitan ng kapal ng mga dingding ng screen, nang hindi lalampas sa kanilang mga limitasyon dahil sa katotohanan na ang magnetic resistance ng screen ay mas mababa kaysa sa paglaban ng nakapalibot na espasyo.
3) Dual screen
Sa isang double magnetic screen, maiisip ng isa na ang isang bahagi ng magnetic lines of force, na lalampas sa kapal ng mga dingding ng isang screen, ay isasara sa kapal ng mga dingding ng pangalawang screen. Sa parehong paraan, maiisip ng isang tao ang pagkilos ng isang dobleng magnetic shield sa lokalisasyon ng magnetic interference na nilikha ng isang elemento ng electric circuit na matatagpuan sa loob ng unang (panloob) na kalasag: ang bulk ng mga magnetic na linya ng puwersa (magnetic scattering lines ) ay magsasara sa mga dingding ng panlabas na kalasag. Siyempre, sa double screen, ang kapal ng mga pader at ang distansya sa pagitan ng mga ito ay dapat na makatwiran na pinili.
Ang pangkalahatang shielding factor ay umabot sa pinakamalaking halaga sa mga kasong iyon kapag ang kapal ng pader at ang agwat sa pagitan ng mga screen ay tumaas sa proporsyon sa distansya mula sa gitna ng screen, at ang laki ng puwang ay ang geometric na ibig sabihin ng mga kapal ng pader ng mga katabing screen. Sa kasong ito, ang kadahilanan ng screening:
L = 20lg (H / Ne)
Ang paggawa ng mga double screen alinsunod sa rekomendasyong ito ay halos mahirap para sa mga teknolohikal na dahilan. Mas kapaki-pakinabang na piliin ang distansya sa pagitan ng mga shell na katabi ng air gap ng mga screen na mas malaki kaysa sa kapal ng unang screen, humigit-kumulang katumbas ng distansya sa pagitan ng stack ng unang screen at ang gilid ng shielded circuit element ( halimbawa, isang inductive coil). Ang pagpili ng isa o isa pang kapal ng mga dingding ng magnetic shield ay hindi maaaring gawing hindi malabo. Natutukoy ang nakapangangatwiran kapal ng pader. ang materyal ng screen, ang dalas ng interference at ang tinukoy na screening factor. Sa paggawa nito, kapaki-pakinabang na isaalang-alang ang mga sumusunod.
1. Sa pagtaas ng dalas ng interference (ang dalas ng alternating magnetic field ng interference), bumababa ang magnetic permeability ng mga materyales at nagiging sanhi ng pagbaba sa mga shielding properties ng mga materyales na ito, dahil habang bumababa ang magnetic permeability, ang paglaban sa tumataas ang magnetic flux na ginagawa ng shield. Bilang isang tuntunin, ang pagbaba sa magnetic permeability na may pagtaas ng frequency ay pinakamatindi para sa mga magnetic na materyales na may pinakamataas na paunang magnetic permeability. Halimbawa, ang mga de-koryenteng bakal na sheet na may mababang paunang magnetic permeability ay nagbabago ng kaunti sa halaga ng jx na may pagtaas ng dalas, at ang permalloy, na may malalaking paunang halaga ng magnetic permeability, ay napaka-sensitibo sa pagtaas ng dalas ng magnetic field; ang magnetic permeability nito ay bumaba nang husto sa dalas.
2. Sa mga magnetic na materyales na nakalantad sa isang high-frequency na magnetic field ng interference, ang epekto sa ibabaw ay kapansin-pansing ipinapakita, ibig sabihin, ang pag-aalis ng magnetic flux sa ibabaw ng mga dingding ng screen, na nagiging sanhi ng pagtaas sa magnetic resistance ng screen. Sa ilalim ng gayong mga kondisyon, tila halos walang silbi na dagdagan ang kapal ng mga dingding ng screen na lampas sa mga halagang iyon na inookupahan ng magnetic flux sa isang naibigay na dalas. Ang konklusyon na ito ay hindi tama, dahil ang pagtaas sa kapal ng pader ay humahantong sa isang pagbawas sa magnetic resistance ng screen, kahit na sa pagkakaroon ng isang epekto sa ibabaw. Sa kasong ito, sa parehong oras, dapat isaalang-alang ng isa ang pagbabago sa magnetic permeability. Dahil ang kababalaghan ng epekto sa ibabaw sa mga magnetic na materyales ay kadalasang nagsisimulang magpakita ng sarili nito nang mas kapansin-pansin kaysa sa pagbaba ng magnetic permeability sa mababang frequency na rehiyon, ang impluwensya ng parehong mga kadahilanan sa pagpili ng kapal ng pader ng screen ay magkakaiba sa iba't ibang frequency range ng magnetic interference. Bilang isang patakaran, ang pagbaba sa mga katangian ng shielding na may pagtaas sa dalas ng pagkagambala ay mas malinaw sa mga kalasag na gawa sa mga materyales na may mataas na paunang magnetic permeability. Ang mga tampok sa itaas ng mga magnetic na materyales ay nagbibigay ng batayan para sa mga rekomendasyon sa pagpili ng mga materyales at kapal ng pader ng mga magnetic shield. Ang mga rekomendasyong ito ay maaaring ibuod tulad ng sumusunod:
A) ang mga screen na gawa sa ordinaryong electrical (transformer) na bakal, na may mababang paunang magnetic permeability, ay maaaring gamitin, kung kinakailangan, upang magbigay ng maliit na screening coefficients (Ke 10); ang mga naturang screen ay nagbibigay ng halos pare-parehong screening factor sa medyo malawak na frequency band, hanggang sa ilang sampu-sampung kilohertz; ang kapal ng naturang mga screen ay depende sa dalas ng pagkagambala, at mas mababa ang dalas, mas makapal ang screen ay kinakailangan; halimbawa, sa dalas ng interference magnetic field na 50-100 Hz, ang kapal ng mga dingding ng screen ay dapat na humigit-kumulang katumbas ng 2 mm; kung ang isang pagtaas sa screening coefficient o isang malaking kapal ng screen ay kinakailangan, pagkatapos ay ipinapayong gumamit ng ilang mga screening layer (double o triple screen) ng isang mas maliit na kapal;
B) ang mga screen na gawa sa magnetic na materyales na may mataas na inisyal na permeability (halimbawa, permalloy) ay ipinapayong gamitin kung ito ay kinakailangan upang magbigay ng isang malaking screening coefficient (Ke> 10) sa isang medyo makitid na frequency band, at ang kapal ng bawat shell ng magnetic screen ay hindi praktikal na pumili ng higit sa 0.3-0.4 mm; ang shielding effect ng naturang mga screen ay nagsisimula nang kapansin-pansing bumaba sa mga frequency na higit sa ilang daan o libong hertz, depende sa paunang permeability ng mga materyales na ito.
Ang lahat ng sinabi sa itaas tungkol sa mga magnetic shield ay totoo para sa mahinang magnetic field ng interference. Kung ang screen ay matatagpuan malapit sa malakas na pinagmumulan ng panghihimasok at magnetic fluxes na may mataas na magnetic induction ay lilitaw dito, kung gayon, tulad ng nalalaman, kinakailangang isaalang-alang ang pagbabago sa magnetic dynamic na permeability depende sa induction; kinakailangan ding isaalang-alang ang pagkawala sa kapal ng screen. Sa pagsasagawa, ang gayong malakas na pinagmumulan ng mga magnetic field ng interference, kung saan ang isa ay kailangang umasa sa kanilang epekto sa mga screen, ay hindi nakatagpo, maliban sa ilang mga espesyal na kaso na hindi nagbibigay para sa amateur radio practice at normal na mga kondisyon ng operating para sa radyo mga kagamitang pang-inhinyero na malawakang ginagamit.
Pagsusulit
1. Sa pamamagitan ng magnetic shielding, ang shield ay dapat:
1) Magkaroon ng mas mababang magnetic resistance kaysa sa hangin
2) may magnetic resistance na katumbas ng hangin
3) may mas mataas na magnetic resistance kaysa sa hangin
2. Kapag pinangangalagaan ang magnetic field Grounding ng shield:
1) Hindi nakakaapekto sa kahusayan sa pagprotekta
2) Pinapataas ang kahusayan ng magnetic shielding
3) Binabawasan ang bisa ng magnetic shielding
3. Sa mababang frequency (<100кГц) эффективность магнитного экранирования зависит от:
a) Kapal ng screen, b) Magnetic permeability ng materyal, c) Mga distansya sa pagitan ng screen at iba pang magnetic circuit.
1) Tanging a at b ang totoo
2) Ang b at c lang ang totoo
3) Tanging a at b ang totoo
4) Ang lahat ng mga pagpipilian ay tama
4. Ang magnetic shielding sa mababang frequency ay gumagamit ng:
1) tanso
2) Aluminyo
3) Permalloy.
5. Ang magnetic shielding sa mataas na frequency ay gumagamit ng:
1) Bakal
2) Permalloy
3) tanso
6. Sa mataas na frequency (> 100 kHz), ang bisa ng magnetic shielding ay hindi nakadepende sa:
1) Kapal ng screen
2) Magnetic permeability ng materyal
3) Mga distansya sa pagitan ng kalasag at iba pang magnetic circuit.
Ginamit na panitikan:
2. Semenenko, V. A. Seguridad ng impormasyon / V. A. Semenenko - Moscow, 2008.
3. Yarochkin, V. I. Seguridad ng impormasyon / V. I. Yarochkin - Moscow, 2000.
4. Demirchan, KS Theoretical foundations of electrical engineering Volume III / KS Demirchan S.-P, 2003.
Sa online na tindahan, ang site ay nagbebenta ng mga neodymium magnet, ang puwersa ng pagdirikit na kung saan ay sampung beses na mas mataas kaysa sa mga katapat na ferrite. Mayroong mga unibersal na produkto tulad ng mga disc, parihaba, pamalo, singsing. At mga target: mga search engine, mounts, car holder at iba pa. Ang lahat ng mga produkto, sa medyo maliit na sukat, ay napakalakas. Gusto kong malaman kung anong larangan ang nilikha ng malalakas na neodymium magnet na ito at saan ito nanggaling?
Magnetic na pagkamaramdamin
Upang maunawaan kung bakit ang gayong malakas na magnet ay neodymium at kung saan nagmumula ang magnetic field nito, kinakailangan na maunawaan (nang hindi nagsasaliksik sa mga kumplikadong formula at mga graph) kahit na sa mga pangunahing pisikal na konsepto ng pare-pareho ang magnetization.
Magsimula tayo sa magnetic suceptibility. Ito ang pangalan ng walang sukat na dami (na tinutukoy ng), na nagpapakilala sa kakayahan ng isang substance na mag-magnetize pagkatapos na ito ay nasa isang force field. (Sa pamamagitan ng paraan, ang magnetic field ng isang neodymium magnet ay tulad na ito mismo ay maaaring mag-magnetize ng mga produkto mula sa iba pang mga haluang metal).
Magnetization
Sa bilang, ang magnetic susceptibility ay katumbas ng magnetization ng substance sa unit field strength. Ang magnetization (na tinukoy ng J) ay nagpapakilala sa magnetic state ng isang partikular na pisikal na katawan. Kung ito ay inilagay sa isang force field, pagkatapos ay makakatanggap ito ng isang tiyak na magnetic moment M. Sa kasong ito, ang magnetization nito ay magiging katumbas ng magnetic moment sa bawat unit volume V. Kung ang katawan ay magnetized nang pantay, pagkatapos ay J = M / V . Ang magnetization ay direktang proporsyonal sa lakas ng field ng puwersa na naging sanhi nito. Sa isa sa mga yugto ng paggawa ng mga produkto ng NdFeB, inilalagay sila sa isang napakalakas na field ng puwersa, na nagbibigay ng mataas na magnetization. Samakatuwid, ang neodymium magnet ay may malaking pagkakahawak.
Magnetic na sandali
Ang magnetic moment ay isang vector na katangian ng substance na pinagmumulan ng magnetic field. (Kung, halimbawa, ang isang bakal na ingot ay ipinakilala sa isang force field at na-magnetize, kung gayon ito mismo ay magiging isang mapagkukunan ng magnetism). Ito ay nilikha ng magnetic moments ng elementary particles (atoms), na may ayos na oryentasyon sa kalawakan at samakatuwid ay summed up. Ang lakas ng isang neodymium magnet ay mahusay, sa partikular, dahil sa ang katunayan na ito ay may isang makabuluhang magnetic moment.
Lakas ng magnetic field
Ang lakas ng magnetic field ay isang vector quantity (na tinutukoy ng H) na quantitatively characterizes ang force field ng isang magnet. Sa isang vacuum, ito ay katumbas ng magnetic induction B. Kung ang substance na lumilikha ng force field ay lumabas na nasa anumang medium na may sariling halaga ng magnetization J, kung gayon ang H ay magiging mas mababa sa B ni J. Sa SI system , Ang H ay sinusukat sa amperes bawat metro ( A / m). Ang lakas ng field ng isang neodymium magnet ay napakataas.
Magnetic induction
Ang halaga ng natitirang magnetic induction (designation B r) ay nagbibigay-daan sa iyo na maunawaan kung gaano kakapal ang puwersa ng pagkilos ng bagay o kung gaano kalakas ang isang magnetic field na ginagawa ng isang magnet sa isang closed system. Ang magnetic induction (designation B) ay ang mga pagbabasa ng gauss meter na nakuha sa pamamagitan ng pagsukat ng lakas ng force field sa ibabaw ng isang partikular na magnet. Ang parehong dami ay ipinahayag sa Tesla o Gauss (1 Tesla = 10,000 Gauss). Dahil ang magnetization ng isang neodymium magnet ay makabuluhan, ang magnetic induction nito ay mataas din, mula 1.0 hanggang 1.4 T. Para sa paghahambing, ang mga ferrite ay may mula 0.1 hanggang 0.4 T.
Ang volumetric magnetic susceptibility ng anumang substance ay numerong katumbas ng magnetization ng unit volume nito na hinati sa intensity ng magnetizing force field: c = J / H. Sa paramagnets, ang magnetic susceptibility ay positibo, dahil ang direksyon ng patlang ng mga molekular na alon ay tumutugma sa direksyon ng panlabas na patlang ng puwersa. (Para sa mga diamagnet, ang kabaligtaran ay totoo).
Magnetization ng paramagnets
Ang isang neodymium magnet, ang puwersa ng pagkakaisa na napakahusay, ay isang paramagnetic. Mayroon itong positibong magnetic suceptibility. Sa normal na estado nito, wala itong anumang kapansin-pansing magnetic properties. Ang dahilan ay ito. Sa loob nito, tulad ng sa iba pang mga paramagnet, ang mga magnetic moment ay nabayaran dahil walang ordered arrangement ng elementary particles. Iyon ay, sa kaso kapag walang panlabas na magnetizing field, ang bawat neodymium atom ay mayroon pa ring ilang uri ng "microscopic" magnetic moment. Ngunit ang neodymium ay walang ganoong istraktura na likas sa mga ferromagnets. Samakatuwid, ang mga atomo ay nakatuon sa chaotically, ang mga magnetic na sandali ay nakadirekta sa iba't ibang direksyon. Ang pagdaragdag ng vector ng kanilang mga numerical na halaga ay nagreresulta sa zero, na nangangahulugan na ang magnetization ng buong ingot ay zero din. Paano ito na ang neodymium magnets magnet ay may kaakit-akit na puwersa na napakalaki?
Napakasimple ng lahat. Kapag ang isang paramagnet ay pumasok sa isang panlabas na magnetic field, ang mga atomo nito ay nagbubukas (naka-orient) sa isang direksyon. Pagkatapos noon, hindi na magiging zero ang pagdaragdag ng vector ng mga unit moment. Bilang resulta, ang neodymium ay tumatanggap ng kabuuang magnetic moment J. Ito ay direktang proporsyonal sa lakas ng panlabas na field H at nakadirekta sa field na ito. Kapag gumagawa ng isang neodymium magnet, isang magnetic field para sa magnetization nito ay nilikha na may induction ng pagkakasunud-sunod ng 3-4 T.
May isang mahalagang punto na kapaki-pakinabang para sa mga interesado sa mga katangian ng NdFeB. Ang magnetic na pag-order ng mga atom ay sinasalungat ng thermal energy ng substance. Sa kabila ng katotohanan na ang mga neodymium magnet ay bumuo ng isang napakalaking puwersa, ang paramagnetic na pagkamaramdamin ng pangunahing elemento Nd ay higit na nakasalalay sa temperatura. Iyon ang dahilan kung bakit ang haluang metal ng NdFeB ay hindi maaaring magpainit sa + 80 ° C at sa itaas - mawawalan ng oryentasyon ang mga atomo at ang kabuuan ng vector ng kanilang mga magnetic moment ay muling magiging zero.
Ganito ang paliwanag kung bakit ang mga neodymium magnet ay may kaakit-akit na puwersa, at kahit na napakahusay. Dalawang pangunahing punto ay ang Nd ay isang paramagnetic, at isang malaking field ng puwersa ang nilikha upang ma-magnetize ito. Ito ay, siyempre, isang pinasimpleng pananaw. Upang maunawaan kung bakit ang isang neodymium magnet ay pinalakas ng bakal at boron, dapat isa master ang quantum physics.