ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ НА РАБОТУ ЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ И МЕТОДЫ ЗАЩИТЫ ОТ НИХ

THE INFLUENCE OF ELECTROMAGNETIC FIELDS ON THE OPERATION OF ELECTRONIC DEVICES AND METHODS OF PROTECTION AGAINST THEM

Alexander Kuznetsov

master's student, Department of Industrial Electronics, Kazan State Energy University,

Russia, Kazan,

Kamil Gilfanov

Scientific supervisor, Candidate of Technical Sciences, Professor, Kazan State Energy University,

Russia, Kazan

АННОТАЦИЯ

В современном мире, где электронные устройства становятся неотъемлемой частью повседневной жизни, проблема воздействия электромагнитных полей на их работу становится все более актуальной. С ростом числа устройств, подключенных к беспроводным сетям, а также использованием высокочастотных технологий, вопросы электромагнитной совместимости и защиты от внешних воздействий приобретают новый уровень значимости. В данной статье мы рассмотрим влияние электромагнитных полей на электронные устройства и расскажем о современных методах защиты, предназначенных для обеспечения их стабильной и надежной работы в условиях активного электромагнитного окружения.

ABSTRACT

In the modern world, where electronic devices are becoming an integral part of everyday life, the problem of the impact of electromagnetic fields on their operation is becoming more and more urgent. With the growing number of devices connected to wireless networks, as well as the use of high-frequency technologies, issues of electromagnetic compatibility and protection from external influences are gaining a new level of importance. In this article, we will consider the influence of electromagnetic fields on electronic devices and talk about modern protection methods designed to ensure their stable and reliable operation in an active electromagnetic environment.

Ключевые слова: электромагнитное поле, электронные устройства, методы защиты.

Keywords: electromagnetic field, electronic devices, protection methods.

Электромагнитные поля имеют различное воздействие на электронные компоненты, и это воздействие может быть как положительным, так и отрицательным. Электромагнитные поля могут оказывать влияние на проводники, полупроводники, диоды, транзисторы и другие устройства, и поэтому понимание этого воздействия имеет большое значение для разработки и защиты электронных устройств [1, c. 82]. Положительные эффекты включают возможность использования электромагнитных полей для беспроводной передачи энергии или информации. Например, беспроводная зарядка устройств и беспроводные сети связи основаны на использовании электромагнитных полей. Однако электромагнитные поля также могут вызывать нежелательные эффекты:

1. Электромагнитные помехи (ЭМП). Высокочастотные электромагнитные поля могут создавать помехи в сигналах, передаваемых по проводам или беспроводным каналам, что приводит к искажению данных и снижению производительности устройств.
2. Индукция токов. Изменения магнитного поля могут индуцировать токи в проводящих материалах, что может привести к потерям энергии.
3. Перекрывание сигналов. Сильные электромагнитные поля могут привести к перекрыванию сигналов между компонентами, что в конечном итоге может вызвать отказ устройства.
4. Электростатические разряды. Электромагнитные поля могут вызывать электростатические разряды, что может привести к повреждению чувствительных компонентов.

Негативным источником электромагнитного излучения на электронные устройства могут быть, например, близко расположенные высокочастотные устройства, такие как мобильные телефоны, микроволновые печи, радиоизлучающие устройства [2, c. 53]. Также, электромагнитные помехи могут происходить от электрооборудования, использование которого сопровождается резкими изменениями в электрических сигналах, например, высокопроизводительные электродвигатели или сварочное оборудование. Эти источники могут вызывать интерференцию и повышенный уровень электромагнитных полей, негативно воздействуя на работу близлежащих электронных устройств.

Для обеспечения надежной работы электронных устройств необходимо применять методы защиты от электромагнитных полей. Одним из основных методов является экранирование. Это процесс создания защитного экрана вокруг электронных компонентов, который предотвращает проникновение электромагнитных полей и защищает устройства от их воздействия. Экранирование может быть осуществлено с помощью специальных материалов, таких как листовая медь, алюминий, сталь или фольга, а также современные специализированные ткани и сетки [3, c. 157]. Чем выше удельная проводимость материала экрана, тем эффективнее экранирование.

Рисунок 1. Листовая медь

Другим важным методом защиты является использование ферритовых колец и ферритовых материалов. Ферритовые материалы обладают способностью поглощать и ослаблять электромагнитные поля, что делает их отличным выбором для защиты электроники. Ферритовые колечки могут быть установлены на кабелях и проводах, чтобы предотвратить нежелательные помехи. Также важным методом защиты является правильное размещение и маркировка проводов и кабелей. Правильное размещение позволяет минимизировать воздействие электромагнитных полей на электронные устройства, а маркировка проводов помогает избежать пересечения сигнальных и питающих линий, что также может вызывать помехи.

Также важным методом защиты является правильное размещение и маркировка проводов и кабелей. Правильное размещение позволяет минимизировать воздействие электромагнитных полей на электронные устройства, а маркировка проводов помогает избежать пересечения сигнальных и питающих линий, что также может вызывать помехи.

Кроме того, для защиты от электромагнитных полей могут применяться специальные фильтры, которые поглощают и ослабляют нежелательные помехи. Эти фильтры могут быть установлены на питающих линиях и сигнальных кабелях для предотвращения воздействия электромагнитных полей.

Рисунок 2. Фильтр ЭМП

В целом, защита электронных устройств от электромагнитных полей играет важную роль в обеспечении их надежной работы. Применение различных методов защиты, таких как экранирование, использование ферритовых материалов, правильное размещение и маркировка проводов, а также применение специальных фильтров, позволяет минимизировать воздействие электромагнитных полей на электронику и обеспечить ее стабильную работу.

Список литературы:

1. В.Ш.Берикашвили. Основы электроники: учебник для студ. учреждений сред. проф. образования. – 2-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2021. – 208 с.
2. В.Л. Земляков. Электротехника и электроника: учебник. Изд-во ЮФУ, 2020. – 304 с.
3. Г.Г. Шишкин, А.Г. Шишкин. Электроника: учебник для вузов. – М.: Дрофа, 2020. – 703.