Что такое магнитное экранирование?

Магнитное экранирование — это процесс, который ограничивает связь магнитного поля между двумя точками. Это можно сделать с помощью ряда материалов, включая листовой металл, металлическую сетку, ионизированный газ или плазму. Чаще всего цель состоит в том, чтобы предотвратить воздействие магнитных полей на электрические устройства.

В отличие от электричества, магнитные поля нельзя заблокировать или изолировать, что делает необходимым экранирование. Это объясняется одним из уравнений Максвелла, del dot B =0 , что означает отсутствие магнитных монополей. Следовательно, силовые линии магнитного поля должны заканчиваться на противоположном полюсе. Невозможно заблокировать эти линии поля; природа найдет способ вернуть силовые линии магнитного поля обратно к противоположному полюсу. Это означает, что даже если немагнитный предмет — например, стекло — поместить между полюсами подковообразного магнита, магнитное поле не изменится.

Вместо того, чтобы пытаться остановить эти силовые линии магнитного поля, магнитное экранирование перенаправляет их вокруг объекта. Это делается путем окружения устройства, которое должно быть экранировано, магнитным материалом. Магнитная проницаемость описывает способность материала намагничиваться. Если используемый материал имеет большую проницаемость, чем объект внутри, магнитное поле будет стремиться течь вдоль этого материала, избегая объектов внутри. Таким образом, силовые линии магнитного поля могут заканчиваться на противоположных полюсах, но они просто перенаправляются.

Хотя материалы, используемые в магнитном экранировании, должны иметь высокую магнитную проницаемость, важно, чтобы они сами не создавали постоянную намагниченность. Наиболее эффективным доступным защитным материалом является мю-металл — сплав 77 % никеля, 16 % железа, 5 % меди и 2 % хрома, который затем отжигают в атмосфере водорода для повышения его проницаемости. Поскольку мю-металл чрезвычайно дорог, другие сплавы с аналогичным составом продаются для экранирования, обычно в рулонах фольги.

Магнитное экранирование часто используется в больницах, где такие устройства, как магнитно-резонансная томография (МРТ), генерируют мощный магнитный поток. Экранированные помещения сконструированы таким образом, чтобы это оборудование не создавало помех окружающим приборам или счетчикам. Подобные помещения используются в помещениях для облучения электронным лучом, где производятся полупроводники, или в исследовательских учреждениях, использующих магнитный поток.

Меньшие применения магнитного экранирования распространены в системах домашнего кинотеатра. Магниты динамиков могут исказить телевизионное изображение с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ), если они расположены близко к телевизору, поэтому динамики, предназначенные для этой цели, экранированы. Он также используется для противодействия аналогичным искажениям на компьютерных мониторах.

Ряд компаний будет изготавливать магнитные экраны на заказ по чертежам для домашнего или коммерческого применения. Экранирование с использованием сверхпроводящих магнитов исследуется как средство защиты космического корабля от космического излучения.