Эффективностью экранирования называется отношение напряжений токов, напряженность электрического и магнитного полей в экранируемом пространстве при отсутствии и наличии экрана.
Э=U/U'=1/1'=E/E'=H/H'.
Экранирование постоянного и медленно изменяющегося магнитного поля:
Этот вид экранирования часто называют магнитостатическим. Экраны изготовляют из ферромагнитных материалов с большой относительной магнитной проницаемостью. Линии магнитной индукции проходят в основном по стенкам такого экрана которые обладают малым магнитным сопротивлением по сравнению с воздушным пространством внутри экрана.
Качество экранирования магнитных полей зависит от магнитной проницаемости экрана и сопротивления магнитопровода, которое будет тем меньше, чем толще экран и чем меньше в нем стыков и швов идущих поперек направления линий магнитной индукции. Экран такой конструкции используется очень редко, только при необходимости подавить наводку на частотах 0...1 кГц. В этом диапазоне эффективность экрана от частоты не зависит. Её можно приближенно определить. На указанных частотах экран получается громоздким и дорогим. Получив сколько-нибудь удовлетворительность эффективность удается только при применение спец. материалов с высоким значением.
Экранирование высокочастотного магнитного поля:
В конструкции электромагнитных экранов применяют немагнитные и ферромагнитные металлы. Вихревые потоки, наведенные полям в теле экрана, вытесняют внешнее поле из пространства, занятого экраном. Токи в экранирующем цилиндре распределяются не равномерно по его сечению, что обусловлено поверхностным эффектом. Сущность последнего заключается в том, что переменное магнитное поле ослабляется по мере проникновения в глубь металла, так как внутренние слои экранируются вихревыми токами, циркулирующими в поверхностных слоях.
Из-за поверхностного эффекта плотность тока и напряженность магнитного поля падает по экспоненциальному закону по мере углубления в металл: экранирующее действие вихревых потоков определяется двумя факторами: обратным полем, создаваемым токами, протекающими в экране, и поверхностным эффектом в материале экрана. В диапазоне звуковых частот 0,1... 1,0 кГц. Экранирования магнитного поля является труднейшей задачей и к нему приобретают крайне редко. Предпочитают пользоваться средствами подавления индукции.
Одновременное экранирование электрического и магнитного полей:
Конструкции таких экранов одинаковы, но действуют они по-разному. Токи, проникающие по экрану под влиянием магнитного поля значительно превосходят токи, наблюдаемые при экранировании электрического поля. Причиной этого является то, что токи, возбуждаемые в экране магнитным полем, протекают в короткозамкнутом поверхностном слое тела самого экрана, сопротивление которого невелико, в то время как в цепь тока, протекающего при экранировании электрического поля, всегда включено большое сопротивление паразитной емкости между экранируемым телом и экраном.
При конструкции экранов необходимо знать следующие свойства идеального проводника:
1. Внутри идеального проводника не могут существовать переменные электрические и магнитные поля, поверхность проводника является эквипотенциальной.
2. Токи протекают только по поверхности пластины из идеального проводника, несмотря на наличие более короткого пути.
3. Ток, протекающий по проводу, пропущенному через отверстие в пластине из идеального проводника, возбуждает в пластине поверхностные токи такой силы и направления, что сумма токов, протекающих через поперечное сечение отверстия, будет равна нулю.
4. В экране с перегородками возникают блуждающие токи, охватывающие всю поверхность экрана: при сближении точек присоединения к экрану растут токи протекающие по более короткому пути, и уменьшаются все остальные.
5. Суммарный магнитный поток через отверстие в пластине из идеального проводника равен нулю, малые отверстия почти не ухудшают качество экрана, так как магнитное поле, выходящее из отверстия можно обнаружить только вблизи него, а паразитная емкость, связывающая через электрическое поле экранируемые друг от друга точки, почти не зависит от наличия таких отверстий.
Длинные узкие щели допустимые в электрическом экране, опасны в магнитном, если они направлены поперек направления магнитных потоков могут быть самыми разнообразными следует избегать длинных щелей. Желательно крышки с экраном соединять друг с другом и с корпусом прибора, так чтобы длинна щелей не превосходила длинны волны. Это важно и для экранирования электрического поля: так как от качества контакта между частями экрана, определяющего разность потенциалов между ними, почти целиком зависит эффективность электрического экрана.
Экранирование проводников и кабелей:оплетка проводов, не соединенная с корпусом, никакого экранирующего действия не вызывает. При соединением с корпусом в одной точке, в окружающее пространство не будет проникать только электрическое поле. По цепи внутренний провод-оплетка-корпусом протекает ёмкостный ток, растущий с повышением частоты. Эффективность экранирования полностью зависит от качества контакта между оплеткой и корпусом. Для экранирования магнитного поля необходимо, чтобы весь обратный ток генератора протекал по оплетке. Тогда оба тока будут создавать магнитные потоки равные по величине и обратные по направлению, которые взаимно компенсируются. Полная компенсация получается только тогда когда оплетка является единственным соединением корпусов отсека генератора с отсеком нагрузки. На низких частотах, тело корпуса и оплетки ветки, и при дополнительном замыкании их часть обратного тока будет проникать минуя оплетку, что нарушит экранирование. Чем выше частота, тем меньше вероятность снижения эффективности при замыкании корпусов и оплетки.