Vad är magnetisk skärmning?

Magnetisk skärmning är en process som begränsar kopplingen av ett magnetfält mellan två platser. Detta kan göras med ett antal material, inklusive plåt, metallnät, joniserad gas eller plasma. Syftet är oftast att förhindra magnetfält från att störa elektriska apparater.
Till skillnad från elektricitet kan magnetfält inte blockeras eller isoleras, vilket gör avskärmning nödvändig. Detta förklaras i en av Maxwells ekvationer, del punkt B = 0, vilket betyder att det inte finns några magnetiska monopoler. Därför måste magnetfältslinjer sluta på den motsatta polen. Det finns inget sätt att blockera dessa fältlinjer; naturen kommer att hitta en väg för att återföra magnetfältslinjerna till en motsatt pol. Det betyder att även om ett icke-magnetiskt föremål – till exempel glas – placeras mellan polerna på en hästskomagnet, kommer magnetfältet inte att förändras.

Istället för att försöka stoppa dessa magnetfältlinjer omdirigerar magnetisk avskärmning dem runt ett föremål. Detta görs genom att omge enheten som ska skärmas med ett magnetiskt material. Magnetisk permeabilitet beskriver förmågan hos ett material att magnetiseras. Om materialet som används har en större permeabilitet än föremålet inuti, kommer magnetfältet att tendera att flyta längs detta material och undvika föremålen inuti. Således tillåts magnetfältslinjerna att sluta på motsatta poler, men omdirigeras bara.

Medan materialen som används i magnetisk skärmning måste ha en hög permeabilitet, är det viktigt att de själva inte utvecklar permanent magnetisering. Det mest effektiva skyddsmaterialet som finns är mu-metall – en legering av 77% nickel, 16% järn, 5% koppar och 2% krom – som sedan glödgas i en väteatmosfär för att öka dess permeabilitet. Eftersom mu-metall är extremt dyrt, säljs andra legeringar med liknande sammansättning för avskärmningsändamål, vanligtvis i rullar av folie.

Magnetisk avskärmning används ofta på sjukhus, där enheter som magnetisk resonanstomografi (MRI) genererar kraftfullt magnetiskt flöde. Avskärmade rum är konstruerade för att förhindra att denna utrustning stör omgivande instrument eller mätare. Liknande rum används i exponeringsrum för elektronstrålar där halvledare tillverkas, eller i forskningsanläggningar som använder magnetiskt flöde.

Mindre tillämpningar av magnetisk skärmning är vanliga i hemmabiosystem. Högtalarmagneter kan förvränga en TV-bild med katodstrålerör (CRT) när de placeras nära apparaten, så högtalare som är avsedda för detta ändamål är skärmade. Det används också för att motverka liknande distorsion på datorskärmar.

Ett antal företag kommer att skräddarsy magnetiska sköldar från ett diagram för hem- eller kommersiella applikationer. Avskärmning med supraledande magneter forskas som ett sätt att skydda rymdfarkoster från kosmisk strålning.