Τι είναι η Ηλεκτρομαγνητική Προστασία;

Η ηλεκτρομαγνητική προστασία είναι η προσπάθεια αποτροπής ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών σε μια ηλεκτρονική συσκευή. Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα, τα οποία έχουν τόσο ηλεκτρικό όσο και μαγνητικό στοιχείο, μπορεί να προκαλέσουν δυσλειτουργία ορισμένων συσκευών με διάφορους τρόπους. Οι μεταλλικοί τοίχοι μπορούν συχνά να χρησιμοποιηθούν για να μπλοκάρουν τα ηλεκτροστατικά κύματα από ένα ηλεκτρικό πεδίο. Τα μαγνητικά κύματα, από την άλλη, δεν μπορούν να μπλοκαριστούν και πρέπει να εκτρέπονται γύρω από ένα αντικείμενο. Ορισμένα υλικά μπορούν να ανακατευθύνουν τις γραμμές μαγνητικού πεδίου γύρω από μια συσκευή για αυτήν την πτυχή της ηλεκτρομαγνητικής προστασίας.

Το πρώτο μέρος της ηλεκτρομαγνητικής προστασίας είναι η ηλεκτροστατική προστασία. Η προστασία από τα εξωτερικά ηλεκτρικά πεδία μπορεί να επιτευχθεί με ένα μεταλλικό κουτί, γνωστό συχνά ως κλουβί Faraday. Ένα κλουβί Faraday, που πήρε το όνομά του από τον Άγγλο φυσικό Michael Faraday, είναι ένα συμπαγές ή διχτυωτό περίβλημα κατασκευασμένο από αγώγιμο υλικό. Όταν ένα εξωτερικό ηλεκτρικό πεδίο φτάσει στα τοιχώματα ενός κλωβού Faraday, τα ηλεκτρόνια που λειτουργούν ως φορείς φορτίου θα ανακατανεμηθούν για να αντισταθμίσουν το πεδίο. Εάν τα τοιχώματα του κλουβιού είναι γειωμένα ή συνδεδεμένα σε μια εξωτερική αγώγιμη διαδρομή, τα ηλεκτρικά ρεύματα στους τοίχους θα διαλυθούν.

Ένα κλουβί Faraday μπορεί επίσης να εμποδίσει τα ηλεκτρικά πεδία που προέρχονται από αυτό. Στην πραγματικότητα, ένας τυπικός φούρνος μικροκυμάτων είναι ένα παράδειγμα τέτοιας εφαρμογής. Η δομή ενός φούρνου μικροκυμάτων είναι κατασκευασμένη από αγώγιμο υλικό, ενώ η πόρτα είναι συνήθως ένα μεταλλικό πλέγμα. Δεδομένου ότι οι τρύπες στην οθόνη είναι μικρότερες από το μήκος κύματος των μικροκυμάτων – γενικά ορίζονται μεταξύ ενός χιλιοστού και ενός μέτρου – τα μικροκύματα δεν ξεφεύγουν από το περίβλημα. Για το λόγο αυτό, δεν συνιστάται η αφαίρεση της μεταλλικής σήτας από μια πόρτα μικροκυμάτων.

Αν και ένας κλωβός Faraday μπορεί να παρέχει μεγάλη ηλεκτρομαγνητική προστασία, δεν μπορεί να εμποδίσει τα στατικά μαγνητικά πεδία – το άλλο συστατικό ενός ηλεκτρομαγνητικού κύματος. Ενώ τα ηλεκτροστατικά κύματα παράγονται από σταθερά φορτία, τα μαγνητικά πεδία παράγονται από κινούμενα φορτία. Ένα ηλεκτρικό ρεύμα είναι μια συλλογή κινούμενων φορτίων, επομένως τα μαγνητικά κύματα προκαλούνται συχνά από κοντινά ηλεκτρικά ρεύματα. Τόσο τα σταθερά όσο και τα αργά μεταβαλλόμενα μαγνητικά πεδία μπορεί να αποτελέσουν πρόβλημα για ορισμένες ηλεκτρονικές συσκευές.

Μια λύση για την ηλεκτρομαγνητική προστασία είναι η χρήση μιας ασπίδας που επαναδρομολογεί τις γραμμές μαγνητικού πεδίου. Σε αντίθεση με τις γραμμές ηλεκτρικού πεδίου, οι γραμμές μαγνητικού πεδίου πρέπει πάντα να επιστρέφουν στο σημείο προέλευσής τους. Επομένως, η μαγνητική θωράκιση δεν προσπαθεί να σταματήσει τις γραμμές μαγνητικού πεδίου. μάλλον, επιχειρεί να τα εκτρέψει γύρω από ένα αντικείμενο. Τα υλικά που μπορούν εύκολα να μαγνητιστούν δημιουργούν καλές μαγνητικές ασπίδες. Το Mu-metal—ένα κράμα που αποτελείται κυρίως από νικέλιο—είναι ένα πολύ αποτελεσματικό, αλλά ακριβό, υλικό.