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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(shè)備既不干擾其它設(shè)備，同時(shí)也不受其它設(shè)備的影響。電磁兼容性和我們所熟悉的安全性一樣，是產(chǎn)品質(zhì)量最重要的指標(biāo)之一。電磁屏蔽的基本要點(diǎn)靜電屏蔽應(yīng)具有兩個(gè)基本要點(diǎn)，即完善的屏蔽體和良好的接地。安全性涉及人身和財(cái)產(chǎn)，而電磁兼容性則涉及人身和環(huán)境保護(hù)。電子元件對外界的干擾，稱為EMI(Electromagnetic Interference)；電磁波會(huì)與電子元件作用，產(chǎn)生被干擾現(xiàn)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(shù)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(gè)區(qū)域內(nèi)，用以減弱由某些源引起的場強(qiáng)的措施。在絕大多數(shù)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(gè)系統(tǒng)內(nèi)或不同系統(tǒng)間常會(huì)產(chǎn)生電磁噪聲或干擾而引起系統(tǒng)性能惡化，因此要求,①將電力線或磁力線限制在一定區(qū)域內(nèi)；②使某一區(qū)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?qū)﹄姶挪ㄓ兴p作用的阻擋層時(shí)，會(huì)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(zhì)有關(guān)。電磁屏蔽機(jī)理常用分析方法有3種：借助電路理論，即電磁感應(yīng)原理，通過渦流的屏蔽效應(yīng)闡述電磁屏蔽的機(jī)理；根據(jù)電磁場理論，計(jì)算電磁波在不同傳播媒介的分界面及媒質(zhì)內(nèi)部傳輸時(shí)產(chǎn)生的反射與衰減；根據(jù)傳輸線理論，行波在有耗非均勻傳輸線中會(huì)反射與損耗，這與電磁波在通過金屬時(shí)的現(xiàn)象相似，用它計(jì)算屏蔽材料的反射與衰減，比經(jīng)典的電磁場理論更為簡便。隨著數(shù)值計(jì)算方法的不斷完善，有限元法及有限時(shí)域差分法已開始被用于復(fù)雜屏蔽體效能的計(jì)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(dǎo)體中衰減很快，把由導(dǎo)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(dǎo)率和電導(dǎo)率。若電磁頻率f=100MHz，對銅導(dǎo)體（σ=5.8×107/·m，μ≈μo=4π×10-7H/m）可求出d=0．00667mm。這些不導(dǎo)電的縫隙就產(chǎn)生了電磁泄漏，如同流體會(huì)從容器上的縫隙上泄漏一樣。可見良導(dǎo)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(zhì)內(nèi)部的電磁波波長（λ=2πd）。如在收音機(jī)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(dǎo)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(jī)中用較薄的銅或鋁材料已能得到良好的屏蔽效果。因?yàn)殡娨曨l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(jī)械強(qiáng)度，要有必要的厚度。在高頻時(shí)，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(zhì)因素Q值的下降，故一般不采用高磁導(dǎo)率的磁屏蔽，而采用高電導(dǎo)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。