Wat is magnetische afscherming?

Magnetische afscherming is een proces dat de koppeling van een magnetisch veld tussen twee locaties beperkt. Dit kan met een aantal materialen, waaronder plaatwerk, metaalgaas, geïoniseerd gas of plasma. Het doel is meestal om te voorkomen dat magnetische velden interfereren met elektrische apparaten.

In tegenstelling tot elektriciteit kunnen magnetische velden niet worden geblokkeerd of geïsoleerd, waardoor afscherming noodzakelijk is. Dit wordt uitgelegd in een van Maxwells vergelijkingen, del dot B =0 , wat betekent dat er geen magnetische monopolen zijn. Daarom moeten magnetische veldlijnen eindigen op de tegenovergestelde pool. Er is geen manier om deze veldlijnen te blokkeren; de natuur zal een pad vinden om de magnetische veldlijnen terug te brengen naar een tegenovergestelde pool. Dit betekent dat zelfs als een niet-magnetisch object - bijvoorbeeld glas - tussen de polen van een hoefijzermagneet wordt geplaatst, het magnetische veld niet zal veranderen.

In plaats van te proberen deze magnetische veldlijnen te stoppen, leidt magnetische afscherming ze om een ​​object heen. Dit wordt gedaan door het af te schermen apparaat te omringen met een magnetisch materiaal. Magnetische permeabiliteit beschrijft het vermogen van een materiaal om te worden gemagnetiseerd. Als het gebruikte materiaal een grotere doorlaatbaarheid heeft dan het object binnenin, zal het magnetische veld de neiging hebben om langs dit materiaal te stromen, waarbij de objecten erin worden vermeden. De magnetische veldlijnen mogen dus eindigen op tegenovergestelde polen, maar worden alleen omgeleid.

Hoewel de materialen die bij magnetische afscherming worden gebruikt een hoge permeabiliteit moeten hebben, is het belangrijk dat ze zelf geen permanente magnetisatie ontwikkelen. Het meest effectieve afschermingsmateriaal dat beschikbaar is, is mu-metaal - een legering van 77% nikkel, 16% ijzer, 5% koper en 2% chroom - dat vervolgens wordt uitgegloeid in een waterstofatmosfeer om de doorlaatbaarheid te vergroten. Omdat mu-metaal extreem duur is, worden andere legeringen met vergelijkbare samenstellingen verkocht voor afschermingsdoeleinden, meestal in rollen folie.

Magnetische afscherming wordt vaak gebruikt in ziekenhuizen, waar apparaten zoals magnetische resonantiebeeldvorming (MRI) -apparatuur krachtige magnetische flux genereren. Afgeschermde kamers zijn geconstrueerd om te voorkomen dat deze apparatuur interfereert met omringende instrumenten of meters. Vergelijkbare kamers worden gebruikt in belichtingskamers met elektronenstralen waar halfgeleiders worden gemaakt, of in onderzoeksfaciliteiten die magnetische flux gebruiken.

Kleinere toepassingen van magnetische afscherming zijn gebruikelijk in thuisbioscoopsystemen. Luidsprekermagneten kunnen een beeld van een kathodestraalbuis (CRT) televisie vervormen wanneer ze dicht bij de set worden geplaatst, dus luidsprekers die daarvoor bedoeld zijn, zijn afgeschermd. Het wordt ook gebruikt om soortgelijke vervorming op computermonitoren tegen te gaan.

Een aantal bedrijven zal op maat magnetische schilden bouwen op basis van een diagram voor thuis- of commerciële toepassingen. Afscherming met behulp van supergeleidende magneten wordt onderzocht als middel om ruimtevaartuigen af ​​te schermen van kosmische straling.