人造衛(wèi)星遠(yuǎn)離地面幾千至幾萬千米,為了使各種資料正確無誤發(fā)回地球,應(yīng)避免衛(wèi)星上 的各種儀器間的相互干擾和宇宙磁場(chǎng)的影響;在電信技術(shù)中,有些通信設(shè)備的線圈會(huì)產(chǎn)生互感;各種精密儀器儀表,為保持精確,必須避免雜散磁場(chǎng)和地磁場(chǎng)的影響,這一切必須用到磁屏蔽繞線電感。怎樣進(jìn)行磁屏蔽?可以先做一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)研究一下。
拿1塊銅板(或1張厚紙板)放在1塊永久磁鐵下面一定距離處,桌上放一根鐵針,使永久磁鐵和銅板(或厚紙板)一起慢慢往下移動(dòng),當(dāng)永久磁鐵離桌面一定高度時(shí),鐵針就被吸到銅板(或厚紙板)上,記下這個(gè)高度。
將銅板換成鐵板,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),這時(shí)永久磁鐵必須放得離鐵針更近時(shí)才能把鐵針吸到鐵板上,這表明鐵板擋住了一部分磁感線。如果用的是純鐵板,永久磁鐵必須放得更近才能吸起鐵針。這表明純鐵板擋住了更多的磁感線。
如用純鐵罩把永久磁鐵完全包圍起來,互相不接觸,即使鐵針再靠近一些純鐵罩,也不能被吸起來。這是因?yàn)殂~板或厚紙板是非磁性材料,磁感線可以毫無阻擋地穿過它們,所以鐵針很容易吸起來。鐵板是磁性材料,它的磁導(dǎo)率較大,有良好的導(dǎo)磁作用,凡進(jìn)入鐵板的磁感線大部分集中在鐵板里了。將純鐵做成屏蔽罩,把永久磁鐵封閉起來,永久磁鐵的磁感線絕大部分都集中在純鐵屏蔽罩內(nèi)。屏蔽罩約厚,屏蔽效果越好。如果永久磁鐵或其他能夠產(chǎn)生磁場(chǎng)的物體置于純鐵屏蔽罩外面,則罩外的磁感線也基本上不能進(jìn)入罩內(nèi),對(duì)于罩內(nèi)的物體同樣可以免受罩外磁場(chǎng)的影響,從而達(dá)到了屏蔽目的。
磁屏蔽繞線電感,對(duì)于高頻交變磁場(chǎng),情況就迥然不同了。銅和鋁等導(dǎo)電性能良好的金屬反而是理想的磁屏蔽材料。銅罩之所以能夠屏蔽高頻交變磁場(chǎng),其原因在于高頻交變磁場(chǎng)能在銅罩上引起很大的渦流,由于渦流的去磁作用,銅罩處的磁場(chǎng)大大減弱,以致罩內(nèi)的高頻交變磁場(chǎng)不能穿出罩外。同樣道理,罩外的高頻交變磁場(chǎng)也不能穿入罩內(nèi),從而達(dá)到磁屏蔽的目的。通常金屬的電阻率越小,引起的渦流越大,用這種金屬做成的屏蔽罩屏蔽效果越好。鐵等磁性材料的電阻率一般都較大,引起的渦流就小,去磁作用就小;另一方面,磁性材料的高頻功率損耗大,屏蔽效果差,因此屏蔽高頻交變磁場(chǎng)時(shí)不采用磁性材料。
磁屏蔽繞線電感的原理是相同的。但是在高頻情況下,目前還沒有導(dǎo)磁率很高的材料用于屏蔽。在低頻狀態(tài)下磁導(dǎo)率很高的材料,到了高頻狀態(tài),磁導(dǎo)率就變得很低了。即使專用的高頻鐵氧體,也很難超過100,與低頻下硅鋼片或者純鐵數(shù)千上萬的磁導(dǎo)率相比差的很多,不能有效地聚集磁場(chǎng)。同時(shí),這些材料都是一次性成型材料,燒制完成以后不能二次加工以適應(yīng)不同的需要。因此,才不得不使用渦流損耗、反電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生反向磁場(chǎng)的方式來實(shí)現(xiàn)屏蔽。而產(chǎn)生渦流最好的材料,就是如純銅、純鋁等低電阻率的材料。
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