Клетка Фарадея

[jast321]

sergey zhukov
Вообще так, без заземления экранировка не работае ( сейчас не рассматриваем экран как сигнальный второй проводник , например коаксильный кабель)?
И вся эта конструкция без заземления образует цилиндрический конденсатор

[realeugene]

sergey zhukov в сообщении #1524607 писал(а):

Конечно, правильнее всего говорить, что эта клетка просто не является замкнутой полостью, потому, что внутрь ее через дырку введен изолированный провод. То же самое можно сказать и про жилу кабеля в экране: внутрь экрана введена изолированная жила, экран - не замкнутая полость. И дело тут не в том, что в проводящей оболочке проделана маленькая дырочка: в конце концов, клетка Фарадея сплошь дырявая. Дело в том, что в эту дырку просунут изолированный от клетки проводник. Вот он все портит.

Именно.

-- 28.06.2021, 14:08 --

jast321 в сообщении #1524627 писал(а):

без заземления экранировка не работае

Работает, конечно. В переносных радиоприёмниках экран вокруг ВЧ части не заземлён.

[sergey zhukov]

jast321
Защита от помех, как уже сказал realeugene - это дело не простое. В первом приближении внешнее влияние на жилу кабеля можно разбить на три группы: переменное электрическое поле, переменное магнитное поле и электромагнитная волна. Это деление условное, т.к. вообще говоря, все эти поля - электромагнитные. Но часто можно говорить, что в данной области есть только переменное электрическое или переменное магнитное поле.

Выше мы говорили про переменное электрическое поле.Что такое электростатические помехи для жилы сигнального кабеля? Это другие электропроводные части системы, имеющие переменный электрический потенциал. Сигнальная жила образует с ними конденсатор, по которому в жилу течет переменный ток помехи. Смысл экрана в том, чтобы вокруг жилы был только проводник с постоянным потенциалом (заземленный). С ним жила тоже образует конденсатор, но никакой переменный ток помехи по нему в жилу не идет.
Если экран не заземлен, то его собственный потенциал под влиянием внешних электропроводных частей будет переменным, и тогда он сам будет являться источником помех для жилы. Поэтому экран для защиты от переменного электрического поля нужно заземлять, т.е. делать его потенциал постоянным.

Еще на жилу может действовать переменное магнитное поле. Например, если жила сигнального кабеля проложена параллельно с жилой силового кабеля, в котором идет переменный ток, то переменное магнитное поле тока силового кабеля будет наводить переменный ток в жиле сигнального. Эти жилы образуют нечто вроде трансформатора. От такой помехи экран, даже и заземленный, помогает плохо. Здесь нужны не просто проводящие, а именно ферромагнитные (железные) экраны. Кроме того, силовой кабель обычно имеет железную броню (экран), которая заземляется с двух сторон кабеля. Если жилы силового кабеля создают переменное магнитное поле, то оно, не распространяясь далеко, тут же наводит ток в броне этого кабеля. Так что здесь экран не дает силовому кабелю излучать слишком сильное переменное магнитное поле.

Электромагнитная волна экранируется (отражается и поглощается) любым металлом, даже и не заземленным. Зеркало - хороший пример защиты от электромагнитного излучения (света).

[realeugene]

sergey zhukov в сообщении #1524658 писал(а):

Что такое электростатические помехи для жилы сигнального кабеля? Это другие электропроводные части системы, имеющие переменный электрический потенциал.

Чего-то странно звучит. Любые представленные напряжением сигналы измеряют относительно референсного проводника. Это может быть второй проводник внутри экрана, в случае витой пары, и в качестве этого ворого проводника может использоваться сам экран. В первом случае экран часто подключают к нулевому проводу устройства, называемого обычно "землёй", хоть устройство может быть и не заземлено, только со стороны приёмника сигнала. Во втором случае подключение экрана коаксиала с двух сторон обязательно, так как экран должен выполнять роль второго проводника. При этом коаксиал - это самый настоящий волновод, хоть обычно его относят в немного иную категорию длинных линий. В коаксиале бежит между внутренней жилой и экраном самая настоящая электромагнитая волна, этор не просто ёмксть.

[jast321]

А бытовая сеть 50 гц вообще способна внести помехи если рядом проложены сигнальные кабеля?
Там же поля будут взаимоуничтожаться почти полностью, т.к. токи текут в противоположные стороны, да и частота небольшая

[sergey zhukov]

jast321
Жилы хорошего силового кабеля обычно идут в общем экране и перекручены. А суммарный их ток с учетом его направления обычно равен нулю. Так что такой кабель создает вокруг себя минимум переменных полей и не излучает. Но в быту далеко не все силовые кабели экранированы и перекручены, а прибор всегда можно сделать достаточно чувствительным, чтобы он заметил самые слабые помехи. Дело осложняется еще и тем, что часто чувствительные приборы питаются от сети 50Гц, и потенциал их входных цепей может поэтому сильно колебаться относительно земли. Так что для них даже сама земля является как бы источником помех. Если хотите получить минимум помех - используйте чувствительные приборы только на аккумуляторах и батарейках.

realeugene
Если имеем два сигнальных проводника, то внешняя часть с переменным потенциалом образует конденсатор с обоими этими проводами, и возникает синфазная помеха. Ее, конечно, можно отфильтровать или игнорировать.
Тут всяких нюансов миллион. Я в них вдаваться не хочу, т.к. не особо в этом и разбираюсь. Исходный вопрос о необходимости заземления клетки Фарадея вроде стал немного яснее, и хорошо.

[jast321]

Значит, если прокладывать витую пару вместе с силовым кабелем и не заземляя ее, то это даже немного хуже чем если бы этого экрана не было?

[Emergency]

jast321 в сообщении #1524733 писал(а):

Значит, если прокладывать витую пару вместе с силовым кабелем и не заземляя ее, то это даже немного хуже чем если бы этого экрана не было?

Проводной интернет получают по витой паре. Ее преимущество перед коаксиальным кабелем в симметричности, что при правильной организации входа на дифференциальном усилителе, дает лучшую помехозащищенность, чем несимметричный коаксиальный кабель.

[sergey zhukov]

jast321
Нет, экран хуже не сделает. Максимум - окажется малоэффективным. Это, конечно, если не подключать его к чему попало.

[jast321]

Всем спасибо за ответы, тема стала немного понятнее

[Emergency]

jast321 в сообщении #1524778 писал(а):

тема стала немного понятнее

Еще про 50 Гц.
Поскольку помеха от сети ползет во все устройства, как по эфиру, так и по питанию, то в случаях, когда рабочая частота далеко отстоит от частоты сети, во всех устройствах применяют те или иные фильтры для подавления сетевой помехи - от конденсаторов в цепях питания до резонансных фильтров-пробках, настроенных на частоту сети.