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电磁兼容

ElectromagneticCompatibility

第4讲电磁屏蔽

被

被

板

主要内容

口概述

□电场屏蔽

□低频磁场屏蔽

□高频磁场屏蔽电磁屏蔽

□孔洞的屏蔽效能

数据记录装置

打

2

3

概述

屏蔽是用导电或导磁材料将需要防护区域封闭起来，以抑制和控制电场、磁场和电磁波由一个区域对另一个区域的感应和辐射；屏蔽技术用来抑制电磁噪声沿着空间的传播，即切断电磁

波辐射(和场耦合)的传输途径。

电场屏蔽

电场屏蔽

磁场屏蔽

电磁波屏蔽

静电屏蔽

交变电场屏蔽

静磁屏蔽

交变磁场屏蔽

屏蔽类型：

蔽

主动屏蔽：屏蔽干扰源，被动屏蔽：屏蔽敏感体。

静电场屏蔽

静电场的屏蔽

主动屏蔽：

(b)接地空腔屏蔽导体(a)

(b)接地空腔屏蔽导体

被动屏蔽

接地防止电力线通过孔缝侵入屏蔽壳体内部

完全静电场屏蔽的必要条件：

1.完整的导体，2.接地。

交变电场的屏蔽

因为低频交变电场的骚扰源与接受器之间的电场感应耦合可

以用它们之间的耦合电容进行描述，低频交变电场的屏蔽可

采用电路理论加以解释。直观、方便。

干扰电压(场)与耦合电容成正比。减少耦合电容是屏蔽低频交变电场的关键。增多骚扰源与接受器之间距离，或利用金属板接地抑制干扰。

6

接地金属屏蔽体U

接地金属屏蔽体

U

□利用金屑板接地抑制干扰

(13

CC21,28

C

C2

1,2

8

g

U

g!

.8

.

8

Z

5

UZ

U

Z?=0→U?=0,U,=0

◆接地金屑板切断干扰途径。如不接地则可能产生更严重的干扰。

无论是静电场或交变电场，屏蔽的必要条件是金属体。

低频磁场屏蔽

低频：100kHz以下

屏蔽原理：利用高磁导率的铁磁材料(例如铁、硅钢片，其磁导率约为103-10?μ)对骚扰磁场进行分路，把磁力线集中在其内部通过，限制在空气中大量发散。

磁路方程

HoRoRn

Ho

H?

7

R,=l/sμ

磁力线集中在其内部(Rm)通过

7

铁磁材料结论：

铁磁材料

磁导率越高、截面积越大，则磁路的磁阻越小，集中在磁路中的磁通就越大，在空气中的漏磁通就大大减少。

用铁磁材料作的屏蔽罩，在垂直磁力线方向不应开口或有缝隙。因为若缝隙垂直于磁力线，则会切断磁力线，使磁阻增大，屏蔽效果变差。

(被动廊蔽)

8

高频磁场屏蔽

法拉第电磁感应定律，楞次定律，

◆高频磁场的屏蔽采用的是低电阻率的良导体(铜、铝)

◆屏蔽原理：利用电磁感应现象在屏蔽体表面所产生的涡流的反磁场来达到屏蔽的目的，即利用了涡流反向磁场对于原骚扰磁场的排斥作用，抑制或抵消屏蔽体外的磁场。

板

涡流产生的反向磁场增强了金属板侧面的磁场使磁力线在金属板侧面绕行而过。

屏蔽是利用感应涡流的反磁场排斥原骚扰磁场而达到屏蔽

的目的，涡电流的大小直接影响屏蔽效果。屏蔽体电阻越小

产生的感应涡流越大而且屏蔽体自身的损耗也越小。

所以高频磁屏蔽材料需用良导体。

注：因为高频时铁磁材料的磁性损耗(包括磁滞损耗和涡流

损耗)很大，导磁率明显下降。

铁磁材料的屏蔽不适用于高频磁场屏蔽。

屏蔽盒上缝的方向必须顺着涡流方向并且要尽可能地缩小缝

的宽度。如果开缝切断了涡流的通路则将大大影响金属盒的

屏蔽效果。

10另一种解释，趋肤效应一热损

10

耗

11

屏蔽体电阻

屏蔽体电阻

□屏蔽体和线圈的等效电路涡流

当L、wO(高频)时，

当L,o0、(低频)时

低频时涡流很小，涡流的反磁场不足以完全

排斥原干扰磁场，此法不适用于低频磁场屏蔽

一定频率后涡流不再随着频率升高，说明涡流

产生的反磁场已足以排斥原有的干扰磁场，从

而起到屏蔽作用。

Rs

频率

Rs/L

12

电磁屏蔽

时变电磁场中，电场和磁场总是同时存在的，通常所说的屏蔽，多指电

磁屏蔽。电磁屏蔽是指同时抑制或削弱电场和磁场。

电磁屏蔽一般也是指高频交变电磁屏蔽(10kHz～40GHz)。

在频率较低(近场区，近场随着骚扰源的性质不同，电场和磁场的大小

有很大差别。

高电压小电流骚扰源以电场为主(电准稳态场一忽略了感应电压),磁场

骚扰较小(有时可忽略)。

低电压高电流骚扰源以磁场骚扰为主(磁准稳态场一忽略了位移电

流),电场骚扰较小。

随着频率增高，电磁辐射能力增加，产生辐射电磁场，并趋向于远场骚扰。远场骚扰中的电场骚扰和磁场骚扰都不可忽略，因此需要将电场和

磁场同时屏蔽，即电磁屏蔽。

屏蔽效能

屏蔽前场强E,H?

屏蔽后场强E?,H?

□对电、磁场和电磁波产生衰减