研究磁场耦合与屏蔽

由上式可知，磁阻Rm与μ成反比，导磁率μ越大，则磁阻Rm
越小，这时磁通主要沿着磁阻小的途径形成回路。
由于铁磁材料的磁导率μ 比空气的磁导率μ0大的多，所以铁
磁材料置于磁场中时，磁通将主要通过铁磁材料，而通过空气 的磁通将大为减小，从而起到磁场屏蔽的作用。
磁场屏蔽
开口或 缝隙正 确 铁磁材 料
高频磁场
磁场屏蔽
高频磁场的屏蔽
良导体 材料
开口或 缝隙正 确 开口或 缝隙不 正确
高频磁场主动屏 蔽是指将屏蔽体内的 线圈（或设备）产生 的高频磁场限制在屏 蔽体内，使其不对外 部环境产生干扰。
主动屏蔽
做一个金属盒把线圈包围起来，则线圈电流产生的高频磁场在 金属盒内壁产生涡流，从而把原磁场限制在盒内，不至于向外泄漏， 起到主动屏蔽作用。
所用铁磁材料的磁导率μ越高，屏蔽罩越厚，则磁阻Rm越小，磁 屏蔽效果越好。
用铁磁材料做的屏蔽罩，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。
铁磁材料的屏蔽不能用于高频磁场的屏蔽。因为高频时铁磁材 料中的磁性损耗很大，导磁率明显下降。
抑制以场的形式造成的干扰的有效方法称为电磁屏蔽。 所谓电磁屏蔽就是以某种材料（导电或导磁材料）制成的屏蔽壳 体（实体的或非实体的）将需要屏蔽的区域封闭起来，形成电磁 隔离，即其内的电磁场不能越出这一区域，而外来的辐射电磁场 不能进入这一区域（或者进出该区域的电磁能量将受到很大的衰 减）。 电磁屏蔽的作用原理是利用屏蔽体对电磁能流的反射、吸收和引 导作用。
M Is I Ls
屏蔽盒上产生的感应涡流与频率无关，并可以产生排斥原磁场的反磁场。 感应涡流产生的反磁场任何时候都不可能比感应出这个涡流的原磁场还大。
（2）在低频时，rs>>ωLs。这时ωLs可以忽略不计，则有：
jM Is I rs
低频时产生的涡流小，因此涡流反磁场也就不能完全排斥原骚扰磁场。
磁场屏蔽
铁磁材料磁导率与频率的关系
磁场屏蔽
高频磁场的屏蔽：
高频磁场的屏蔽采用的是低电阻率的良导体金属材料，例如铜、 铝等。 其屏蔽原理是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，也就是说，利用了涡流反磁场对于原骚 扰磁场的排斥作用，来抑制或抵消屏蔽体外的磁场。
反磁场 涡流 金属板
高导磁率材料提供了磁旁路，起到屏蔽作用
磁场屏蔽
低频磁场的屏蔽
开口或 缝隙正 确
铁磁 材料
开口或 缝隙不 正确
由于铁磁材料的高磁导率， 因而使屏蔽体内的线圈产生的 磁通主要沿屏蔽罩通过，而使 屏蔽罩外面的元件、电路不受 磁场的影响，即主动屏蔽。
低频磁场主动屏蔽
磁场屏蔽
使用铁磁材料作屏蔽体时应注意以下问题：
感，rs、Ls为屏蔽盒的电阻及电感，Is为屏
蔽盒上产生的涡流。 由上图可以得出：
jMI Is rs jLs
磁场屏蔽等效电路
由上式可看出： （1）在高频时，rs<<ωLs。这时rs可以忽略不计，则有：
Is
M I Ls
磁场屏蔽
（1）在高频时，rs<<ωLs。这时rs可以忽略不计，则有：
磁场还可分为均匀磁场和非均匀磁场，高频磁场和低频磁场。
磁场耦合
当干扰源以电流形式出现时，此电流所产生的磁场通过互感耦合 对临近信号形成干扰。这种现象叫做磁场耦合。
a 磁场耦合
b 等效电路
磁场耦合
根据磁场耦合等效电路图，导线A对导线B的磁场耦合干扰为：
Leabharlann Baidu
U2 jM AB I A
I A 为导线A流过的电流 M AB 为两导线间的分布互感，且有： M AB = / I A
为电流 I A 产生的对导线B交连的磁通
磁场耦合引起的干扰是与频率及电流成正比的，而且互感系 数越大，干扰越显著。 为了抑制磁场耦合干扰，应尽量减少分布互感 M AB，也就是 减少干扰源与被干扰电路之间的交连磁通 。
磁场屏蔽
目的：
消除或抑制噪声源与敏感设备之间由于磁场耦合所产生的干扰。
恒定磁场和低频磁场的屏蔽：
开口或 缝隙不 正确
当屏蔽体放入外磁场中， 磁力线将集中在屏蔽体内通 过，不至于泄漏在屏蔽壳体 包围的内部空间中去，从而 保证该空间不受外磁场的影 响，即被动屏蔽。
低频磁场被动屏蔽
由于屏蔽材料的导磁 率很高，因此为磁场提供 了一条磁阻很低的通路， 因此空间的磁场会集中在 屏蔽材料中，从而使敏感 器件免受磁场干扰。
磁场屏蔽
高频磁场的屏蔽 高频磁场被动屏 蔽是指蔽体外的高频 磁场由于涡流作用只 能绕过金属盒，而不 能进入盒内，对金属 盒内的电路或设备产 生干扰。
开口或 缝隙正 确
良导体 材料
开口或 缝隙不 正确
被动屏蔽
磁场屏蔽
磁场屏蔽等效电路
I为线圈的电流，M为线圈与屏蔽盒间的互
L I Us
M
Ls
Is rs
电磁屏蔽分类
电磁屏 蔽 电场屏 蔽 静电屏 蔽 交变电场屏 蔽 磁场屏 蔽 低频磁场屏 蔽 高频磁场屏 蔽 电磁屏 蔽
磁场的耦合
磁场的分类
静磁场（恒磁场）：磁场强度和方向保持不变的磁场
磁场 动磁场
交变磁场：磁场强度和方向在规律变化的磁场
脉动磁场：磁场强度有规律变化而磁场方向不发生 变化的磁场 脉冲磁场：间歇式出现磁场，磁场的变化频率、波 形和峰值可根据需要进行调节
恒定磁场和低频（100kHz以下）磁场的屏蔽常用高磁导率的铁磁材
料（例如铁、硅钢片、坡莫合金等），其原理是利用铁磁材料的高 磁导率对干扰磁场进行分路。
l Rm S
a
S
b φ
ι
磁场屏蔽
l Rm S
----铁磁材料磁导率
Rm ----磁阻
l ----铁磁材料长度
S ----铁磁材料横截面积
磁场耦合与屏蔽
报告人：xxx 学号：xxxx
目 录
1
电磁屏蔽
1
磁场耦合
1
磁场屏蔽
电磁屏蔽
随着电子设备的大量使用，由于干扰普遍存在，严重的干扰会使电子设 备不能正常工作，因此，控制干扰源。抑制电磁干扰已是现在进行电子 电路设计、应用时考虑的主要问题之一。而采用屏蔽技术是抗干扰的有 效措施，当干扰源产生的干扰是以电压方式出现时，应采取电场屏蔽的 方法。要求屏蔽壳体良好接地。当干扰源产生的干扰是以电流形式出现 时，应采取磁场屏蔽的方法。
于涡流的方向上有缝隙或开口，将切断涡流。这就意味着涡流电阻 增大，涡流减小，屏蔽效果变差。如果需要有缝隙或开口时，则缝 隙或开口应沿着涡流方向。
（6）磁场屏蔽和接地与否关系不大，一般均接地，可同时起到电场
屏蔽的作用
磁场屏蔽
（3）屏蔽体电阻rs越小，则产生的感应涡流越大，而且屏蔽体自身
损耗也越小。所以，高频磁场屏蔽材料需用良导体，常用铝、铜及 铜镀银等。
而屏蔽盒内层被表面涡流所屏蔽，所以高频屏蔽盒无须做得很厚。
（4）由于高频电流的驱肤效应，涡流仅在屏蔽盒的表面薄层流过，
磁场屏蔽
（5）屏蔽盒在垂直于涡流的方向上不应有缝隙或开口。因为垂直