Магнитное экранирование витка с током при частоте равной нулю

💸 Как сделать бизнес проще, а карман толще?

Тот, кто работает в сфере услуг, знает — без ведения записи клиентов никуда. Мало того, что нужно видеть свое раписание, но и напоминать клиентам о визитах тоже. Проблема в том, что средняя цена по рынку за такой сервис — 800 руб/мес или почти 15 000 руб за год. И это минимальный функционал. Нашли самый бюджетный и оптимальный вариант: сервис VisitTime.
⚡️ Для новых пользователей первый месяц бесплатно. А далее 290 руб/мес, это в 3 раза дешевле аналогов. За эту цену доступен весь функционал: напоминание о визитах, чаевые, предоплаты, общение с клиентами, переносы записей и так далее.
✅ Уйма гибких настроек, которые помогут вам зарабатывать больше и забыть про чувство «что-то мне нужно было сделать».
Сомневаетесь? нажмите на текст, запустите чат-бота и убедитесь во всем сами!

Магнитное экранирование (магнитная защита) – защита объекта от воздействия магнитных полей (как постоянных, так и переменных). Современные исследования в ряде областей науки (физика, геология, планетология, биомагнетизм) и техники (космические исследования, атомная энергетика, материаловедение) часто связаны с регистрацией сверхслабых магнитных полей ~10^-14–10^-12 Тл в широком частотном диапазоне.

Эффективность магнитного экранирования существенно зависит от характера источника поля. Очевидно, что разнообразие возможных источников бесконечно; однако любой реальный источник может быть с необходимой степенью точности представлен в виде более или менее сложной совокупности электрических диполей и витков с током (так называемых магнитных диполей).

Как известно, вокруг витка с постоянным током существует постоянное магнитное поле с напряженностью H ₀, зависящей от точки измерения. Естественно, что кроме постоянного магнитного поля также будет существовать и некоторое электрическое поле E. Однако, экранирование источника постоянного электрического поля, здесь является несколько второстепенной задачей, и далее рассматриваться не будет.

Окружим виток с проводом замкнутым экраном (рис. 7.1). Если экран изготовлен из немагнитного материала, т.е. из материала с относительной магнитной проницаемостью
μ ≈ 1(медь, алюминий и т. п.), то он не окажет на магнитное поле никакого влияния (рис. 7.1, а), т. е. эффективность экранирования будет равна единице. (Утверждение справедливо в установившемся режиме).

Рис. 7.1. Экранирование витка провода с постоянным током

В случае экрана, изготовленного из материала с μ > 1, материал экрана намагнитится в направлении противоположном экранируемому магнитному полю, и созданное им вторичное поле, в соответствии с принципом суперпозиции приведет к суммарному ослаблению магнитного поля вне экрана (рис. 7.1, б). Другими словами можно сказать, что силовые линии поля витка, встречая экран, обладающий меньшим магнитным сопротивлением, чем свободное пространство, стремятся пройти по стенкам экрана и в меньшей степени проникают в пространство вне экрана.

Если виток бесконечно мал (элементарный магнитный диполь) и расположен в центре шарового экрана с внутренним радиусом R и толщиной стенок d, то эффективность экранирования можно оценить из выражения (7.1).

При μ > > 1 и R > > d вместо выражения (7.1) для оценки эффективности экранирования можно пользоваться несколько более упрощенной формулой, имеющей вид (7.2).

Таким образом, становится очевидным, что для получения значительной эффективности экранирования следует использовать толстостенный экран с большим показателем магнитной проницаемости.

Кроме того, для приближенной оценки эффективности экранирования использование формул (7.1) и (7.2) также допустимо в случае витка или катушки конечных размеров и экранов, имеющих форму отличную от шара, заменяя его при этом шаром равного объема.