I.アルミニウムシートと磁場の間の相互作用の基本原則
アルミニウムは非-強磁性金属（相対磁性透過性μ≈1）であるため、静的磁場（永久磁石によって生成されるものなど）に対してほとんどシールド効果を提供しません。ただし、交互の磁場では、アルミニウムシートは電磁誘導を介して渦電流を生成し、これが元の磁場をキャンセルする反対の磁場を生成します。この現象は「電磁シールド」と呼ばれます。この効果の背後にあるコア原則は、次のように要約できます。
1。渦電流効果：ファラデーの電磁誘導の法則によると、磁場の変化はアルミニウムシート内の円形電流（渦電流）を誘導します。渦電流によって生成される二次磁場は、元の磁場の反対方向にあり、磁場が減衰します。
2。皮膚効果：高-周波数磁場では、渦電流がアルミニウムシートの表面に集中します（皮膚深さΔ=√（2/ωμσ）。ここで、σは導電率、ωは角周波数です）。たとえば、1 MHzの周波数では、アルミニウムの皮膚深度は約0.085 mmです（データソース：「電磁界とマイクロ波技術」、高等教育プレス）。
ii。アルミニウムシートの磁場シールドの有効性に影響する重要な要因
1。材料パラメーター：
-導電率：純粋なアルミニウム（導電率3.77×10⁷S/m）は、アルミニウム合金と比較して優れたシールドの有効性を提供します（たとえば、6061アルミニウム合金の導電率は約2.5×10⁷S/m）。
-厚さ：実験では、1mmの厚さのアルミニウムシートが100kHzの磁場に対して30dBのシールド効果を達成できることを示していますが、厚さ0.5mmのシートは約15dBしか達成しません（IEEE STD 299.1-2013を参照）。
2。磁場特性：
-頻度：low -周波数磁場（<1kHz) require thicker aluminum sheets (e.g., 5mm or more) for effective shielding, while high-frequency magnetic fields (>1MHz）は、0.1mmのアルミホイルでも大幅に減衰する可能性があります。
-フィールド強度：強い磁場により、アルミニウムシートが熱くなる可能性があります（渦電流損失パワーp ∝b²f²）。したがって、熱散逸設計を考慮する必要があります。
iii。アルミニウムシート磁場シールドの典型的なアプリケーション
1。電子機器保護：携帯電話内の敏感な回路に包まれたアルミニウム箔など、高-周波数電磁干渉（EMI）を保護するために使用されます。
2。産業機器：アルミニウムシートは、インバーターまたは変圧器の周りに設置されており、周囲の機器の磁束漏れからの干渉を減らします。
3。科学的研究：粒子加速器では、アルミニウム真空チャンバーが高-周波数無線周波数フィールドを分離することができますが、フェロ固磁性材料がビーム軌道を破壊するのを防ぎます。
IV。他の材料および制限との比較
1。強磁性材料と比較して：鋼（μ≈1000）は静的磁場のシールドに効果的ですが、アルミニウムは、その軽量と耐食性のため、動的場により適しています。
2。制限：アルミニウムはDC磁場を保護できず、その電気伝導率は高温で低下します（温度の1度あたり約0.4％）。
