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变压器的磁屏蔽

磁屏蔽(转帖)
人造卫星远离地面几千至几万千米,为了使各种资料正确无误发回地球,应避免卫星上 的各种仪器间的相互干扰和宇宙磁场的影响;在电信技术中,有些通信设备的线圈会产生互感;各种精密仪器仪表,为保持精确,必须避免杂散磁场和地磁场的影响,这一切必须用到磁屏蔽。怎样进行磁屏蔽?可以先做一个简单实验研究一下。
拿1块铜板(或1张厚纸板)放在1块永久磁铁下面一定距离处,桌上放一根铁针,使永久磁铁和铜板(或厚纸板)一起慢慢往下移动,当永久磁铁离桌面一定高度时,铁针就被吸到铜板(或厚纸板)上,记下这个高度。
将铜板换成铁板,重复上述实验,这时永久磁铁必须放得离铁针更近时才能把铁针吸到铁板上,这表明铁板挡住了一部分磁感线。如果用的是纯铁板,永久磁铁必须放得更近才能吸起铁针。这表明纯铁板挡住了更多的磁感线。
如用唇铁罩把永久磁铁完全包围起来,互相不接触,即使铁针再靠近一些纯铁罩,也不能被吸起来。这是因为铜板或厚纸板是非磁性材料,磁感线可以毫无阻挡地穿过它们,所以铁针很容易吸起来。铁板是磁性材料,它的磁导率较大,有良好的导磁作用,凡进入铁板的磁感线大部分集中在铁板里了。将纯铁做成屏蔽罩,把永久磁铁封闭起来,永久磁铁的磁感线绝大部分都集中在纯铁屏蔽罩内。屏蔽罩约厚,屏蔽效果越好。如果永久磁铁或其他能够产生磁场的物体置于纯铁屏蔽罩外面,则罩外的磁感线也基本上不能进入罩内,对于罩内的物体同样可以免受罩外磁场的影响,从而达到了屏蔽目的。
对于高频交变磁场,情况就迥然不同了。铜和铝等导电性能良好的金属反而是理想的磁屏蔽材料。铜罩之所以能够屏蔽高频交变磁场,其原因在于高频交变磁场能在铜罩上引起很大的涡流,由于涡流的去磁作用,铜罩处的磁场大大减弱,以致罩内的高频交变磁场不能穿出罩外。同样道理,罩外的高频交变磁场也不能穿入罩内,从而达到磁屏蔽的目的。通常金属的电阻率越小,引起的涡流越大,用这种金属做成的屏蔽罩屏蔽效果约好。铁等磁性材料的电阻率一般都教大,引起的涡流就小,去磁作用就小;另一方面,磁性材料的高频功率损耗大,屏蔽效果差,因此屏蔽高频交变磁场时不采用磁性材料。
屏蔽的原理是相同的。但是在高频情况下,目前还没有导磁率很高的材料用于屏蔽。在低频状态下磁导率很高的材料,到了高频状态,磁导率就变得很低了。即使专用的高频铁氧体,也很难超过100,与低频下硅钢片或者纯铁数千上万的磁导率相比差的很多,不能有效地聚集磁场。同时,这些材料都是一次性成型材料,烧制完成以后不能二次加工以适应不同的需要。因此,才不得不使用涡流损耗、反电动势产生反向磁场的方式来实现屏蔽。而产生涡流最好的材料,就是如纯铜、纯铝等低电阻率的材料
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