Was ist elektromagnetischer Schutz?
Elektromagnetischer Schutz ist der Versuch, elektromagnetische Störungen in einem elektronischen Gerät zu verhindern. Elektromagnetische Wellen, die sowohl eine elektrische als auch eine magnetische Komponente aufweisen, können auf verschiedene Weise zu Fehlfunktionen einiger Geräte führen. Metallwände können häufig verwendet werden, um die elektrostatischen Wellen vor einem elektrischen Feld zu schützen. Magnetische Wellen hingegen können nicht blockiert werden und müssen um ein Objekt herumgelenkt werden. Bestimmte Materialien können für diesen Aspekt des elektromagnetischen Schutzes Magnetfeldlinien um ein Gerät lenken.
Der erste Teil des elektromagnetischen Schutzes ist der elektrostatische Schutz. Der Schutz gegen äußere elektrische Felder kann mit einer Metallbox erreicht werden, die oft als Faradayscher Käfig bezeichnet wird. Ein Faradayscher Käfig, benannt nach dem englischen Physiker Michael Faraday, ist ein aus einem leitenden Material bestehendes festes oder vermaschtes Gehäuse. Wenn ein externes elektrisches Feld die Wände eines Faradayschen Käfigs erreicht, verteilen sich Elektronen, die als Ladungsträger fungieren, neu, um das Feld zu kompensieren. Wenn die Wände des Käfigs geerdet oder mit einem externen Leiter verbunden sind, werden elektrische Ströme in den Wänden abgeleitet.
Ein Faradayscher Käfig kann auch elektrische Felder blockieren, die in ihm entstehen. Tatsächlich ist eine typische Mikrowelle ein Beispiel für eine solche Anwendung. Die Struktur einer Mikrowelle besteht aus einem leitenden Material, während die Tür üblicherweise ein Metallgitter ist. Da die Löcher im Bildschirm kleiner sind als die Wellenlänge der Mikrowellen - im Allgemeinen zwischen einem Millimeter und einem Meter -, entweichen die Mikrowellen nicht aus dem Gehäuse. Aus diesem Grund wird das Entfernen des Metallgitters von einer Mikrowellentür nicht empfohlen.
Ein Faradayscher Käfig bietet zwar einen hohen elektromagnetischen Schutz, kann jedoch keine statischen Magnetfelder blockieren - die andere Komponente einer elektromagnetischen Welle. Während elektrostatische Wellen aus stationären Ladungen erzeugt werden, werden magnetische Felder durch sich bewegende Ladungen erzeugt. Ein elektrischer Strom ist eine Ansammlung von sich bewegenden Ladungen, daher werden magnetische Wellen häufig durch nahegelegene elektrische Ströme verursacht. Sowohl konstante als auch sich langsam ändernde Magnetfelder können für einige elektronische Geräte ein Problem darstellen.
Eine Lösung für den elektromagnetischen Schutz besteht darin, eine Abschirmung zu verwenden, die Magnetfeldlinien umleitet. Im Gegensatz zu elektrischen Feldlinien müssen magnetische Feldlinien immer zu ihrem Ursprungspunkt zurückkehren. Daher versucht die magnetische Abschirmung nicht, Magnetfeldlinien zu stoppen. Vielmehr wird versucht, sie um ein Objekt herumzulenken. Materialien, die leicht magnetisiert werden können, ergeben gute magnetische Abschirmungen. Mu-Metall - eine Legierung, die hauptsächlich aus Nickel besteht - ist ein sehr effektiver, aber teurer Werkstoff.