Auslegung von Abschirmungen: Unterschied zwischen den Versionen
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Version vom 10. Juli 2018, 15:38 Uhr
Einfache Abschirmungen können durch standardisierte oder standardnahe Produkte realisiert werden. Für erste Experimente eignen sich insbesondere Folien aus den Materialien VITROVAC® 6025 X und MUMETALL®. In der Regel wird jedoch der Fertigung einer Abschirmung eine Planungs- und Konstruktionsphase vorausgehen.
Unterschiedliche Probleme erfordern unterschiedliche Lösungen – dies gilt auch für magnetische Abschirmungen. Zu den entscheidenden Kriterien für die geeignete Abschirmlösung zählen unter anderem:
- Magnetische Feldstärken und Feldverläufe
- Frequenzen der Magnetfelder
- Räumliche Einschränkungen
- Umgebungsbedingungen wie Temperatur, Feuchtigkeit etc.
- Optischer Eindruck
- Kosten
Die theoretischen Ansätze zur Berechnung von Schirmfaktoren
Die wissenschaftlichen Betrachtungen, die eine geschlossene Beschreibung dieser Thematik ermöglichen, liegen teilweise mehr als 100 Jahre zurück.
Trotzdem ist die Lektüre der „alten Meister“ nicht nur aus historischen Gründen interessant. Einfache Abschirmprobleme werden auch heute noch mit den damals entwickelten Formeln berechnet. Genaugenommen ist in der neueren wissenschaftlichen Literatur wenig neues Analytisches hinzugekommen.
Bei der theoretischen Betrachtung von niederfrequenten magnetischen Störfeldern können allerdings nur einfache geometrische Modelle analytisch behandelt werden. Für die meisten realen Abschirmungen mit angepassten Geometrien, Öffnungen etc. ist eine analytische Lösung nicht zu finden.
Die Abschirmwirkung eines Gehäuses hängt von der Permeabilität des Werkstoffes, von der Form und Größe des Gehäuses sowie von der Wanddicke ab. Nur für wenige Formen ergibt die analytische Berechnung eine Lösung. Diese Ergebnisse können aber zur Abschätzung der Schirmwirkung anderer Gehäuse herangezogen werden.
Schirmfaktoren von Zylindern
| Als (skalaren) Abschirmfaktor S bezeichnet man das Verhältnis der Beträge des ungeschirmten Feldes Ha zum verbleibenden Restfeld Hi im Inneren einer magnetischen Abschirmung: |
| Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): {\displaystyle S=\frac{H_a}{H_i}} |
Die im folgenden angegebenen Formeln gelten unter der Voraussetzung, dass die Abschirmung dünnwandig aufgebaut ist. Die statische Abschirmwirkung einer langen zylinderförmigen Abschirmröhre im Querfeld kann dann wie folgt abgeschätzt werden:
