¿Se puede proteger "informativamente" un campo magnético alterno?

Anteriormente pregunté sobre las propiedades y el blindaje del campo magnético "estático" , donde determiné que los campos estáticos son difíciles de proteger.

Sin embargo, lo que realmente me interesa es si es posible protegerse contra un campo magnético alterno, en el sentido de que se puede bloquear la información en sí.

Cuando me refiero a blindaje, no solo me refiero al blindaje EM sino también al blindaje de información.

Por ejemplo:

  • Colocamos un transceptor de radio en una caja metálica para que actúe como escudo.
  • La caja metálica puede proteger fácilmente contra el campo eléctrico que sale o entra en la caja, por lo tanto, no podemos enviar señales desde la caja, ya que el campo eléctrico está bloqueado por el escudo.
  • Hasta ahora todo bien, el campo eléctrico no filtra información, sin embargo, ese campo eléctrico puede tener un campo magnético alterno. (el campo estático no importa como se señaló anteriormente)
  • Entonces, si colocamos un magnetómetro fuera del escudo, ¿puede el magnetómetro captar la señal del transceptor? Puede estar blindado eléctricamente, pero el magnetómetro busca el campo magnético y, por lo tanto, la información puede salir a través del campo magnético.

Algunas personas han señalado que el campo magnético alterno podría generar corrientes de Foucault, que se manifestarían en el escudo. Entonces, las corrientes de Foucault cancelarían el cambio en el campo magnético alterno y lo harían estático.

Entonces, no entiendo muy bien este fenómeno, mi punto es que no me importa si un campo magnético estático sale de la caja, lo que inevitablemente funcionará de acuerdo con las respuestas a mi pregunta anterior.

  • Entonces, se apagará un campo magnético estático, pero eso no es problema (ya que no puede transportar información)
  • Pero, ¿el campo magnético alterno será detenido con éxito por las corrientes de Foucault, o el magnetómetro recogerá la información que se escapa de la caja?

En otras palabras, ¿se puede enviar información desde un entorno protegido eléctricamente a través de campos magnéticos alternos? ¿Qué tan efectivo es un escudo eléctrico contra el bloqueo de información que pueden transportar las ondas magnéticas?

"las corrientes de Foucault anularían el cambio en el campo magnético alterno y lo convertirían en estático". No del todo cierto. Las corrientes de Foucault solo pueden ocurrir durante el cambio del campo magnético externo. Una vez que el campo vuelve a estar estático, las corrientes de Foucault cesan y el nuevo campo estático pasará el material. Además, las corrientes de Foucault no pueden cancelar completamente el cambio de campo, solo lo contrarrestan hasta cierto punto (a menos que el blindaje sea superconductor).
@JimmyB, ¿qué quiere decir con "durante el cambio del campo magnético externo", se refiere al campo fuera del entorno protegido? Además, si las corrientes de Foucault bloquean parte del cambio de campo, ¿es posible determinar qué tan eficientes son, en relación con la eficiencia del escudo eléctrico en sí, en su función de "bloqueo de información"? Supongo que el campo magnético siempre es más difícil de contener "informativamente" que el eléctrico.
Imagina que instantáneamente (= alta frecuencia) cambio la dirección de la m. campo. Este cambio rápido inducirá corrientes de Foucault, pero solo por un corto tiempo porque el cambio real del campo dura solo un momento. Las corrientes de Foucault cesan y el nuevo campo invertido, ahora estático, penetra en el material sin ser obstaculizado por las corrientes de Foucault. Por lo tanto, las corrientes de Foucault actúan solo como un filtro de paso bajo para los campos magnéticos, no más.

Respuestas (4)

¿Se puede enviar información desde un entorno protegido eléctricamente a través de campos magnéticos alternos?

Sí.

¿Qué tan efectivo es un escudo eléctrico contra el bloqueo de información que pueden transportar las ondas magnéticas?

Dependiendo del grosor del blindaje y la frecuencia, desde muy efectivo hasta totalmente inútil. Cuanto más delgado es el escudo y más baja la frecuencia, menos eficaz es para atenuar el campo magnético. Si será suficiente para 'bloquear' la señal también depende de la distancia y la sensibilidad del receptor, y la naturaleza de la señal.

Los escudos reales tampoco bloquean completamente el campo eléctrico. Si coloca un receptor sensible lo suficientemente cerca de un transceptor de alta frecuencia 'totalmente' blindado, probablemente podría captar suficiente rf para obtener información de él.

Un material superconductor bloqueará totalmente los campos de CC y CA, porque permite que fluya una corriente que cancela exactamente el campo de incidencia. Los materiales con resistividad distinta de cero serán menos efectivos, porque la energía de la corriente inducida se disipa en forma de calor, lo que hace que la corriente se extinga. Esta es la razón por la que las cajas conductoras brindan un mejor blindaje a frecuencias más altas.

Los materiales magnéticos (alta permeabilidad ) bloquean los campos magnéticos porque forman fácilmente un campo interno que cancela el campo de incidencia. A menos que la permeabilidad sea infinita, todavía habrá algún campo que escape, pero los materiales prácticos modernos ofrecen valores de atenuación muy altos.

Debido a que cada uno está entrelazado, puede pensar en las señales magnéticas de la misma manera que las señales eléctricas, pero en una rotación de 90 grados.

Literalmente, puede entender un escudo como un inductor en una línea de señal. Como sabe, un inductor "BLOQUEA" las transiciones repentinas o las señales de voltaje eléctrico de alta frecuencia.

De la misma manera, un escudo BLOQUEA cambios repentinos en el campo magnético y atenúa el nivel de campos alternos.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Al igual que un voltaje de paso "decae" a través de un inductor en una línea de señal, un campo magnético de paso también decaerá a través de un escudo.

En un inductor eléctrico, tiene una bobina de alambre alrededor de un material ferroso y el efecto de inductancia es causado por la energía que necesita almacenar para generar ese campo magnético.

De manera similar, en un inductor magnético, debe generar un campo eléctrico alrededor de la "corriente magnética". Literalmente, electrones girando en cables imaginarios enterrados dentro del material del escudo. Esto es lo que llamamos "corrientes de Foucault".

Entonces, para responder a su pregunta completamente. Sí, las "señales" magnéticas de baja frecuencia se pueden enviar desde una caja de metal.

"... puede enviarse desde una caja de metal, siempre que la profundidad de la piel del metal para esa frecuencia no sea mucho menor que el grosor de la caja". Por ejemplo, los campos b a 60 Hz escapan fácilmente de una caja de aluminio incluso si tiene un grosor de 1/8". Pero si tiene un grosor de 1 pie, los 60 Hz no escaparán (ya que la profundidad de la piel es un poco más de 1/4" para 60 Hz para aluminio .) Sin embargo, el aluminio delgado bloquea fácilmente SW, VHF, microondas, etc.
@wbeaty sí, de hecho, buen complemento, el tamaño SÍ importa.

Haciendo mediciones de laboratorio de blindaje magnético, usando bucles cuadrados de 1" (en realidad, resistencias de 50 ohmios, para evitar cortocircuitar el generador de señal que impulsa el bucle primario y para revertir la terminación de la forma de onda secundaria de alta frecuencia) en bucles de 1" en coaxial, medí 150 nanosegundos DEMORA a través de la lámina de cobre de 1,4 mil (35 micras) de 1 onza/pie^2.

La amplitud de salida fue ---- esto de memoria; el libro de laboratorio está muy lejos, en este momento ---- alrededor de 5 milivoltios. Dado un impulso de 5 voltios al bucle primario, el bucle secundario produjo solo 5 milivoltios. Con 150 nanosegundos de retraso. Desde un variador de onda cuadrada [20nS Tr,Tf?] hasta el bucle primario.

Por lo tanto, atenuación de 1000:1 y retraso de 150 nS. La forma de onda de salida tiene una forma de onda de "difusión", no un tiempo de subida saludable en "S". Esta respuesta, "difusión", es la forma de onda estándar predicha por las ecuaciones diferenciales para la propagación del calor en una dimensión, para la tinta que se difunde en el agua y para los campos magnéticos que intentan propagarse A TRAVÉS (no a lo largo, sino A TRAVÉS) de los metales.

El retraso es consistente con lo que Jackson calcula en su libro de E&M, para ese espesor de lámina de cobre.

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