МАГНИ́ТНОЕ ЭКРАНИ́РОВАНИЕ

МАГНИ́ТНОЕ ЭКРАНИ́РОВАНИЕ, пред­на­зна­че­но для умень­ше­ния на­пря­жён­но­сти по­сто­ян­но­го или низ­ко­час­тот­но­го маг­нит­но­го по­ля в к.-л. об­лас­ти про­стран­ст­ва ли­бо для ло­ка­ли­за­ции маг­нит­но­го по­ля в за­дан­ной об­лас­ти про­стран­ст­ва. В от­ли­чие от эк­ра­ни­ро­ва­ния элек­трич. по­ля, ос­лаб­ле­ние маг­нит­но­го по­ля до его пол­но­го ис­чез­но­ве­ния не­воз­мож­но. Маг­нит­ное эк­ра­ни­ро­ва­ние с це­лью ос­лаб­ле­ния внеш­не­го маг­нит­но­го по­ля ши­ро­ко ис­поль­зу­ют в ме­ди­ци­не и ря­де об­лас­тей нау­ки и тех­ни­ки, свя­зан­ных с из­ме­ре­ния­ми сверх­сла­бых (с маг­нит­ной ин­дук­ци­ей до 10^–14 Тл) маг­нит­ных по­лей. Ло­ка­ли­за­ция маг­нит­ных по­лей (эк­ра­ни­ро­ва­ние маг­нит­ных по­лей рас­сея­ния) ис­поль­зу­ет­ся в си­ло­вой элек­тро­тех­ни­ке и элек­тро­ни­ке в тех слу­ча­ях, ко­гда маг­нит­ные по­ля транс­фор­ма­то­ров, по­сто­ян­ных маг­ни­тов, силь­но­точ­ных це­пей и др. мо­гут ока­зы­вать вред­ное воз­дей­ст­вие на ок­ру­жаю­щую сре­ду или на­ру­шать нор­маль­ную ра­бо­ту со­сед­них уст­ройств или элемен­тов. Наи­бо­лее рас­про­стра­не­нные мето­ды М. э. – ис­поль­зо­ва­ние фер­ро­маг­нит­ных и сверх­про­во­дя­щих эк­ра­нов, а так­же ком­пен­са­ци­он­ный ме­тод.

Ферромагнитные экраны

Экранирующее действие полого цилиндра из ферромагнитного вещества с большой магнитной проницаемостью. Остаточное магнитное поле внутри цилиндра Ввнутр≪Ввнеш.

 – ко­жу­хи или шун­ты, вы­пол­нен­ные из лис­то­вых или мас­сив­ных фер­ро­маг­не­ти­ков с боль­шой маг­нит­ной про­ни­цае­мо­стью и ма­лой ко­эр­ци­тив­ной си­лой. При на­маг­ни­чи­ва­нии ма­те­риа­ла та­ко­го эк­ра­на внеш­ним по­лем воз­ни­ка­ют по­ля, сло­же­ние ко­то­рых с внеш­ним по­лем при­во­дит к уве­ли­че­нию маг­нит­ной ин­дук­ции в фер­ро­маг­не­ти­ке и умень­ше­нию её зна­че­ния в эк­ра­ни­руе­мой об­лас­ти про­стран­ст­ва (рис.). Для уве­ли­че­ния эф­фек­тив­но­сти эк­ран со­став­ля­ют из не­сколь­ких сло­ёв фер­ро­маг­не­ти­ка, раз­де­лён­ных не­маг­нит­ны­ми слоя­ми. В этом слу­чае эк­ра­ни­рую­щая спо­соб­ность су­ще­ст­вен­но вы­ше, чем у оди­ноч­но­го слоя с тол­щи­ной, рав­ной сум­ме тол­щин отд. сло­ёв.

Сверхпроводящие экраны

ос­но­ва­ны на спо­соб­но­сти сверх­про­вод­ни­ка вы­тес­нять из се­бя маг­нит­ное по­ле за счёт Мейс­не­ра эф­фек­та. При вся­ком из­ме­не­нии маг­нит­но­го по­ля в сверх­про­вод­ни­ке в со­от­вет­ст­вии с пра­ви­лом Лен­ца воз­ника­ют ин­дук­ци­он­ные то­ки, маг­нит­ное по­ле ко­то­рых пол­но­стью ком­пен­сиру­ет из­ме­не­ние ве­ли­чи­ны маг­нит­но­го по­ля в сверх­про­вод­ни­ке. В от­ли­чие от обыч­но­го про­вод­ни­ка, ин­дук­ци­он­ные то­ки в сверх­про­вод­ни­ке не за­ту­ха­ют и под­дер­жи­ва­ют ком­пен­си­рую­щий эф­фект сколь угод­но дол­го. К не­дос­тат­кам сверх­про­во­дя­щих эк­ра­нов мож­но от­не­сти их вы­со­кую стои­мость, на­ли­чие внут­ри эк­ра­на ос­та­точ­но­го маг­нит­но­го по­ля, рав­но­го по ве­ли­чи­не по­лю, су­ще­ст­во­вав­ше­му в нём до пе­ре­хо­да ма­те­риа­ла эк­ра­на в сверх­про­во­дя­щее со­стоя­ние, а так­же то, что в боль­шин­стве из­вест­ных ма­те­риа­лов сверх­про­во­ди­мость су­ще­ст­ву­ет толь­ко при низ­ких тем­пе­ра­ту­рах (за ис­клю­че­ни­ем вы­со­ко­тем­пе­ра­тур­ных сверх­про­вод­ни­ков) и раз­ру­ша­ет­ся в силь­ных маг­нит­ных по­лях (ве­ли­чи­на ин­дук­ции кри­тич. маг­нит­но­го по­ля за­ви­сит от ти­па сверх­про­вод­ни­ка и мо­жет дос­ти­гать де­сят­ков Тл).

Компенсационный метод

обес­пе­чи­ва­ет умень­ше­ние внеш­не­го по­ля пу­тём соз­да­ния до­пол­нит. маг­нит­но­го по­ля, рав­но­го по ве­ли­чи­не и на­прав­лен­но­го про­ти­во­по­лож­но внеш­не­му по­лю, с по­мо­щью спец. ка­ту­шек. Обыч­но ис­поль­зу­ют ка­туш­ки Гельм­голь­ца – две оди­на­ко­вые ко­ак­си­аль­ные тон­кие круг­лые ка­туш­ки, раз­несённые на рас­стоя­ние их ра­диу­са, по ко­то­рым про­пус­ка­ют элек­трич. ток со­от­вет­ст­вую­щей ве­ли­чи­ны.

Маг­нит­ное по­ле мо­жет так­же эк­ра­ни­ро­вать­ся по­то­ком плаз­мы или ио­ни­зо­ван­но­го га­за. Та­кой ме­тод ком­пен­са­ции вряд ли име­ет прак­тич. зна­че­ние, но влия­ет на рас­пре­де­ле­ние маг­нит­ных по­лей в кос­мич. про­стран­ст­ве.