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Permeabilidad vs. Permitividad. Qué significa en el mundo real.
Los dispositivos electrónicos son cada vez más pequeños y potentes, lo que da lugar a entornos EMI más complejos. El blindaje, la conexión a tierra y la absorción de EMI son técnicas muy utilizadas para gestionar la EMI. Pero los ingenieros tienen que seleccionar las técnicas y los conjuntos de materiales adecuados para alcanzar objetivos específicos de reducción del ruido EMI. Hay dos grandes conjuntos de materiales utilizados para controlar la EMI: materiales conductores (láminas, sellos, blindajes) y materiales absorbentes (láminas magnéticas, espumas dieléctricas, etc.). Los materiales conductores ofrecen una baja resistividad, lo que permite que las corrientes de RF se alejen de los componentes protegidos. Los materiales absorbentes tienen propiedades magnéticas y/o dieléctricas especialmente formuladas para suprimir la EMI.
Propiedades clave del absorbente para la supresión del ruido EMI
Para controlar la EMI en aplicaciones de campo cercano, es práctica común seleccionar materiales con alta permeabilidad magnética. A medida que avanzamos hacia frecuencias más altas con mayor complejidad, el control eficaz de la EMI también requiere el conocimiento y la comprensión tanto de la permeabilidad como de la permitividad.
La Permeabilidad es la respuesta de un material a un campo magnético externo. Se cuantifica mediante la permeabilidad relativa (mr).La permeabilidad relativa consta de una parte real y otra imaginaria. La parte real define el campo magnético total en el material. La parte imaginaria define la pérdida de energía, o la energía que se desvía de su trayectoria prevista. ;
- Los materiales con alta permeabilidad real son eficaces para redirigir la energía magnética. Por lo tanto, protegen los componentes del ruido inducido por los campos magnéticos.
- Los materiales con alta permeabilidad imaginaria son buenos adsorbentes de energía magnética.
Permeability - An external magnetic field (H) creates a magnetic dipole moment (M) for the particles of a material. Permeability (Total field B = M + H = mH) is the ability of the material to support the formation of the resulting magnetic fields, and to absorb or conduct magnetic flux at various frequencies.
La Permitividad es la respuesta de un material a un campo eléctrico externo. Se cuantifica mediante la permitividad relativa (er,) La permitividad relativa consta de partes reales e imaginarias. La parte real define el campo eléctrico total en el material. La parte imaginaria define la pérdida de energía, o la energía que se convierte en calor en lugar de procesar la señal o la potencia.
- Los materiales con alta permitividad real son eficaces para redirigir los campos dieléctricos. Por lo tanto, protegen los componentes del ruido inducido por los campos eléctricos.
- Los materiales con alta permitividad imaginaria son buenos absorbentes de energía eléctrica.
Permittivity - An external electrical field (E) induces a temporary dipole moment (P) for the particles of a material. Permittivity (Total field D = P + E = eE) is the ability of the material to permit the formation of the resulting electrical fields, and to store or dissipate electrical energy at various frequencies.
El impacto de la permeabilidad y la permitividad en una aplicación
En algunos casos, el diseño del sistema (como los materiales utilizados, la geometría y la colocación) determina los modos electromagnéticos de propagación, reflexión y pérdida y, por tanto, la eficacia global del absorbedor. En estos sistemas, la permeabilidad y la permitividad del material desempeñan un papel importante en la supresión de la EMI, especialmente a altas frecuencias, donde las longitudes de onda más cortas pueden provocar variaciones con mayor facilidad. Las aplicaciones del mundo real con entornos magnéticos complejos pueden requerir materiales que afecten tanto a la permeabilidad como a la permitividad.
Un ejemplo es una línea de trazado que transporta ruido conductivo de un componente a otro. En este caso, el rendimiento del absorbente EMI puede beneficiarse de una alta permeabilidad y una alta permitividad. Otro ejemplo es un circuito integrado en el que dos pequeñas fuentes de ruido conductor deben desacoplarse para mantener una señal fiable. En este caso, se recomienda un material con altas pérdidas magnéticas y baja permeabilidad. Para la reducción del ruido en cavidades o recintos, la permeabilidad y la permitividad deben elegirse para una adaptación adecuada de la impedancia y la longitud de onda. Para blindar fuentes magnéticas muy pequeñas (en comparación con la longitud de onda), como inductores de alta frecuencia o bucles en un circuito, se requiere un material con alta permeabilidad (en este caso, la permitividad no desempeña ningún papel importante).
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