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電磁屏蔽

電磁兼容性（Electromagnetic Compatibility）縮寫EMC，就是指某電子設備既不干擾其它設備，同時也不受其它設備的影響。電磁兼容性和我們所熟悉的安全性一樣，是產品質量最重要的指標之一。電磁屏蔽的基本要點靜電屏蔽應具有兩個基本要點，即完善的屏蔽體和良好的接地。安全性涉及人身和財產，而電磁兼容性則涉及人身和環境保護。電子元件對外界的干擾，稱為EMI(Electromagnetic Interference)；電磁波會與電子元件作用，產生被干擾現象，稱為

EMS（Electromagnetic Susceptibility）。例如，TV熒光屏上常見的“雪花”，便表示接受到的訊號被干擾。在絕大多數情況下，屏蔽體可由銅、鋁、鋼等金屬制成，但對于恒定和極低頻磁場，也可采用鐵氧體等材料作為屏蔽體。電磁屏蔽在空間某個區域內，用以減弱由某些源引起的場強的措施。在絕大多數情況下，屏蔽體可由銅、鋁、鋼等金屬制成，但對于恒定和極低頻磁場，也可采用鐵氧體等材料作為屏蔽體。在一個系統內或不同系統間常會產生電磁噪聲或干擾而引起系統性能惡化，因此要求,①將電力線或磁力線限制在一定區域內；②使某一區域不受外來電力線和磁力線的影響。

電磁屏蔽的原理

電磁屏蔽是用屏蔽體阻止高頻電磁場在空間傳播的一種措施。電磁波在通過金屬或對電磁波有衰減作用的阻擋層時，會受到一定程度的衰減，說明該阻擋層材料有屏蔽作用。電磁屏蔽室按照其原理分為電場屏蔽（靜電屏蔽和交變電場屏蔽）、磁場屏蔽（低頻磁場和高頻磁場屏蔽）和電磁場屏蔽（電磁波的屏蔽）。材料的屏蔽效能與電磁波的自身特性及材料的性質有關。電磁屏蔽機理常用分析方法有3種：借助電路理論，即電磁感應原理，通過渦流的屏蔽效應闡述電磁屏蔽的機理；根據電磁場理論，計算電磁波在不同傳播媒介的分界面及媒質內部傳輸時產生的反射與衰減；根據傳輸線理論，行波在有耗非均勻傳輸線中會反射與損耗，這與電磁波在通過金屬時的現象相似，用它計算屏蔽材料的反射與衰減，比經典的電磁場理論更為簡便。隨著數值計算方法的不斷完善，有限元法及有限時域差分法已開始被用于復雜屏蔽體效能的計算。

電磁屏蔽的材料

用什么材料作電磁屏蔽呢？因電磁波在良導體中衰減很快，把由導體表面衰減到表面值的1/e（約36.8%）處的厚度稱為趨膚厚度（又稱透入深度），用d表示，有其中μ和σ分別為屏蔽材料的磁導率和電導率。若電磁頻率f=100MHz，對銅導體（σ=5.8×107/·m，μ≈μo=4π×10-7H/m）可求出d=0．00667mm。這些不導電的縫隙就產生了電磁泄漏，如同流體會從容器上的縫隙上泄漏一樣。可見良導體的電磁屏蔽效果顯著。如果是鐵（σ=107/·m）則d=0.016mm。如果是鋁（σ=3.54×107/·m）則d=0.0085mm。

為了得到有效的屏蔽作用，屏蔽層的厚度必須接近于屏蔽物質內部的電磁波波長（λ=2πd）。如在收音機中，若f=500kHz，則在銅中d=0.094mm（λ=0.59mm）。為了獲得有效的電磁屏蔽效果,導體屏蔽層的厚度必須接近電磁場的趨膚深度。在鋁中d=0.12mm（λ=0.75mm）。所以在收音機中用較薄的銅或鋁材料已能得到良好的屏蔽效果。因為電視頻率更高，透入深度更小些，所需屏蔽層厚度可更薄些，如果考慮機械強度，要有必要的厚度。在高頻時，由于鐵磁材料的磁滯損耗和渦流損失較大，從而造成諧振電路品質因素Q值的下降，故一般不采用高磁導率的磁屏蔽，而采用高電導率的材料做電磁屏蔽。在電磁材料中，因趨膚電流是渦電流，故電磁屏蔽又叫渦流屏蔽。