¿Un pequeño agujero en una jaula de Faraday reduciría drásticamente su efectividad para bloquear la interferencia?


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Estoy protegiendo la cavidad de recogida de una guitarra para minimizar la interferencia. Estoy haciendo esto con cinta de cobre que tiene adhesivo conductor, y estoy conectando esta cinta a tierra.

Sin entrar en demasiados detalles, digamos que hay un pequeño lugar que echo de menos o que dejo a propósito descubierto porque es difícil de alcanzar, de modo que la jaula de Faraday no está completamente "sellada" en todos los sentidos. ¿Esto reduciría drásticamente la efectividad de la jaula, o simplemente la reduciría proporcionalmente al tamaño del agujero?

Pregunto porque estoy bien si es un poco menos efectivo, pero si arruina todo, entonces haré un esfuerzo extra.


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Tengo que preguntarme, sabiendo poco de música, ¿qué tan sensible es esta recolección de interferencia de todos modos? ¿O es al revés, que produce interferencia?
Hogar

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@Hearth Entiendo que depende del tipo de recolección. Algunas pastillas (bobinas simples) no hacen nada para reducir el ruido. He escuchado historias de personas recogiendo estaciones de radio con su guitarra.
Anthony

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@Toor Si tiene una respuesta, debe escribirla en la sección Respuestas . Su comentario actual es solo una opinión al azar y no puede ser examinado por la comunidad o aceptado como correcto, pero seguirá siendo el primero que todos verán cuando vengan aquí.
tubería

Mira tu microondas. Es una jaula de Faraday (para que puedas pararte frente a ella mientras se está ejecutando sin cocinar), pero puedes ver a través de la puerta ...
Sean

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@Sean: Absolutamente, pero aunque "hay agujeros en el blindaje" es literalmente cierto, es engañoso porque implica que el blindaje está comprometido. Sería más exacto decir que los agujeros son parte del blindaje.
Ben Voigt

Respuestas:


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Es bastante común hacer jaulas de Faraday con malla en lugar de chapa de cobre, por lo que puede imaginar que un solo agujero redondo pequeño no va a degradar enormemente la efectividad. Pero los agujeros en la malla deben ser mucho más pequeños que la longitud de onda que está tratando de filtrar.

En particular, lo que importa es la dimensión más grande del agujero, no su área. Un orificio redondo de 1 mm permitirá mucho menos fugas que una costura de 10 mm de largo pero solo 1 um de ancho.


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@MSalters, también puede estar preocupado por las señales de RF de mayor frecuencia que transportan modulación de audio, o combinaciones de señales de RF con frecuencias de latido en el rango de audio.
El Photon

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@MSalters ¿En qué universo tiene una señal de 60Hz una longitud de onda de 15 metros?
Dmitry Grigoryev

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@DmitryGrigoryev: al menos 15 metros, pero de hecho puedo ajustar ese límite a al menos 15 kilómetros (para olas de 20 khz). Sí, ese es básicamente el ámbito en el que es mejor tratarlo como electroestático. ¡Aterriza esa jaula!
MSalters

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@MSalters, también si está tratando de proteger algo de frecuencias inferiores a unos 50 kHz, recuerde que el grosor del escudo debe ser mayor que un par de profundidades de la piel, lo que podría no ser práctico para frecuencias tan bajas.
El Photon

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@pipe, recuerda que las líneas de microstrip no irradian mucho (a las frecuencias apropiadas), y solo están protegidas en un lado. Y esa radiación es recíproca (una antena funciona igualmente bien recibiendo como transmitiendo). Entonces, sí, un "escudo" que solo rodea un lado de una estructura podría (dentro de los límites) reducir la radiación de esa estructura.
El Photon

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Con respecto al caso de uso real en cuestión:

Habiendo construido instrumentos musicales y experimentado con esta cinta en el pasado, puedo decir que es una completa pérdida de tiempo si estás usando humbuckers, ya que esas pastillas están diseñadas para cancelar el zumbido de todos modos, y casi una completa pérdida de tiempo si has tiene pastillas de bobina simple, ya que la mayoría de las pastillas hoy en día vienen con cables blindados. Si haces un buen trabajo conectando a tierra las macetas, el puente, el gato, etc., estarás bien sin blindaje adicional. (¿Cómo está tu soldadura?)

Si absolutamente debe proteger la cavidad de la electrónica, use pintura conductora, ya que puede pintarla en todos los rincones. Con la pintura, no hay regiones de solapamiento de la cinta que puedan o no estar en buen contacto eléctrico, y no tiene que preocuparse de que el adhesivo de la cinta pierda su agarre cuando deja su instrumento en un estuche en un automóvil caliente, causando cinta para caerse de la pared de la cavidad y cortocircuitar su cableado (¡sin que usted lo sepa!).

Si está usando pastillas vintage con cables sin blindaje, puede considerar simplemente colocar sus cables entre la pastilla y la cavidad de la electrónica en un tubo de cinta conductora (solo hágalo usted mismo con un trozo de cinta lo suficientemente largo) y conectarlo a tierra. pegue con cinta adhesiva al cuerpo de la olla para imitar cables blindados modernos.


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La efectividad del escudo (con y sin agujeros) dependerá de las frecuencias que le preocupan, ya que se supone que el tamaño máximo de los agujeros en la jaula de Faraday es 1/10 de la longitud de onda o menos. Verificación de la realidad: un microondas doméstico funciona a 2,4 GHz (longitud de onda de 12,2 cm) y tiene una ventana blindada con orificios de 5 mm o menos.

Si hablamos de frecuencias de audio, su mayor preocupación será la profundidad de la piel del cobre, que es de aproximadamente 8 mm a 60 Hz, por lo que una cinta de cobre (que a menudo es de 35 μm) de espesor es esencialmente transparente a tales ondas.

A 1 MHz, la profundidad de la piel será de aproximadamente 60 μm, por lo que varias capas de cinta de cobre pueden tener un efecto. Una longitud de onda a esa frecuencia todavía es de alrededor de 300 m, por lo que los agujeros pequeños no importan. Tenga en cuenta que si se encuentra en un entorno donde un objeto de menos de 1 metro de tamaño capta una interferencia de audio significativa a 1 MHz, los objetos cercanos de aproximadamente un cuarto de longitud de onda (75 m) deberían resonar notablemente (como en el caso de los cables largos de metal " cante "lo suficientemente alto como para que lo escuche).

A 100 MHz, la lámina de cobre es realmente efectiva (con una profundidad de la piel de solo 6 μm). La longitud de onda es de alrededor de 3 m, por lo que los agujeros de tamaño razonable no serán de su incumbencia.

Solo si espera que la radiación en el rango de GHz interfiera con su guitarra, los agujeros en su escudo pueden volverse problemáticos.


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Hm, parece que ahora necesito hacer una pregunta sobre toda esta profundidad de cobre de la piel y cómo eso afecta el bloqueo ...
tubería

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Siempre que el tamaño del agujero sea inferior a una longitud de onda de la frecuencia que le preocupa, Y su circuito tenga al menos una longitud de onda dentro del escudo, estará bien (6.28 nepers de atenuación serán suyos).


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¿Menos de 1 longitud de onda? Una antena de ranura de media longitud de onda irradia bastante bien, ¿no?
El Photon

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La regla general más utilizada es que la dimensión más grande del agujero debe ser inferior a 1/10 de la longitud de onda de la radiación que le preocupa, y dependiendo de la aplicación, incluso eso puede ser insuficiente
llama

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Observe que incluí "Y su circuito tiene al menos una longitud de onda dentro del escudo". Esto es de la serie Feynman Lectures.
analogsystemsrf

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Las jaulas de Faraday no son cajas completamente cerradas. Al igual que las jaulas, tienen huecos. El tamaño de la brecha influye principalmente en qué longitudes de onda podrán penetrar, y no tanto en la cantidad.

Por ejemplo: un horno de microondas siempre tiene una malla delante de la ventana. Los agujeros son lo suficientemente pequeños como para evitar que las microondas escapen, pero lo suficientemente grandes como para que la luz pase. Otro ejemplo: su automóvil puede considerarse una jaula de Faraday en caso de rayos. Te protegerá de los golpes, porque la longitud de onda es demasiado grande. Sin embargo ... debido a los enormes huecos en la jaula (ventanas de vidrio) todavía podemos recibir señales de teléfonos celulares a través de ella.

No estoy seguro de qué tipo de señales está tratando de bloquear, pero dado que estamos hablando de audio, supongo frecuencias bastante bajas (longitudes de onda grandes). Entonces, mientras la brecha no sea demasiado grande, no creo que sea un gran problema.

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