안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 전자기 차폐(Electromagnetic shielding)는 공간의 특정 부분을 도체 혹은 강자성체로 둘러싸서 내부가 외부 전자기장으로부터 영향을 받지 않도록 하거나, 반대로 내부에서 발생한 전자기장이 외부에 미치지 않도록 하는 것을 말한다. 전자기장의 주파수가 높을수록 효과가 있으므로 고주파공학에서 많이 이용된다. 특히 전자기 차폐 중 라디오 주파수 부근의 전자기파를 막는 것을 RF shielding 이라고 한다. 전자기파의 차폐 정도는 사용되는 물질과 두께, 차폐하려는 공간의 크기, 막으려는 전자기파의 진동수에 따라 결정된다.

잘 알려진 예로는 차폐 케이블이 있는데, 차폐 케이블은 안쪽의 중심 전도체를 감싸서 전자기 차폐를 일으키는 것으로 중심을 싸는 물질들은 중심으로부터 신호가 빠져나가지 않게 하고 동시에 외부의 신호에 영향을 받지 않도록 한다. 또한 몇몇 케이블의 경우 두 개의 분리된 동축막을 가지고 있어서 양쪽의 전자기장과 정전기장을 막을 수 있도록 한다.

정전기적 평형상태에서 도체 내부에는 전기장이 0이된다. 도체 내부에 전기장이 0이 아니라면 이 전기장에 의해서 도체 내부의 자유전자가 전류를 형성한다. 전류가 흐르게 되면 전하의 분포가 달라지게 되고 그 분포는 도체 내부의 전기장을 0으로 만들도록 바뀐다. 도체 내부에서 어떠한 가우스면을 잡아도 전기장이 0 이므로 총 플럭스0이 되고 이는 도체 내부에는 항상 알짜 전하가 0임을 알 수 있다. 즉 도체 외부에서 전기장이 바뀌더라도 도체 표면의 전하분포가 바뀔 뿐 내부의 전하분포에는 변화가 없다.

도체로 둘러싸인 동공의 경우, 언급한 것처럼 외부의 전기장은 도체 내부에 영향을 주지 못한다. 그러므로 외부에 전기장이 가해진 상태에서 내부의 도체를 제거하더라도 전하 분포의 변화가 없으므로 전기장의 분포는 변화가 없다. 즉 도체로 둘러싸인 동공은 항상 전기장이 0이 되어버림을 알 수 있다. 그러므로 전기장은 도체로 물체를 둘러싸기만 해도 완벽하게 차폐가 가능하다.

항공기는 도체로 둘러싸여있기 때문에 번개를 맞더라도 전기장에 대해서 내부가 차폐되어 있어 내부에 아무런 영향을 주지 않고 운행할 수 있다.

자기장 차폐를 위해서는 일반적으로 높은 투자율을 가진 물질로 주위를 둘러싸는 방법을 이용한다. 이러한 물질은 전기장 차폐와 같이 자기장을 완전히 막을 수는 없지만 자기장을 자신의 쪽으로 끌어당겨 일부 자기력선이 원하는 공간 주위로 지나가게 한다. 위에 언급한 한계로 인해 솔레노이드나 헬름홀츠 코일을 이용하여 만든 자기장을 이용하여 차폐를 하기도 한다. 추가적으로, 초전도체의 마이스너 효과를 이용하여 자기장을 차폐할 수도 있다.

출처 : 위키백과 - 전자기 차

안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.

전자파차폐 소재는 주로 전자파를 차단하기 위해 전기적으로 전도성이 높은 소재를 사용합니다. 이러한 소재는 전자파가 통과할 때 전기적 에너지를 흡수하거나 반사하여 전자파를 차단하게 됩니다. 또한, 전자파차폐 소재는 전자파의 주파수에 따라 특정한 소재를 사용하여 특정 주파수의 전자파를 차단할 수 있도록 설계되어 있습니다.

안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.

전자 기기 내부에서 발생하는 노이즈를 케이스 밖으로 방사시키지 않고 또 외부에서 침입하는 노이즈를 차단하는 것을 말하며, 저주파 자계(磁界)일 때에는 자기 차폐 즉, 고투자율을 가지는 재료, 고주파 자계 일 때는 도전율 높은 재료가 효과적이며, 원방 전자계에서는 평면파에 의한 차폐효과를 위해 도전율이 높은 재료를 사용한다.

(1) 자기차폐 : 자기차폐는 고투자율을 가진 재료를 사용해서 자기저항이 적은 자기차폐 부분에 자력선을 통하여 효과를 거두는 것이며 재료는 주로 철, 퍼멀로이 등이 사용되며 판 두께가 두꺼울수록 효과가 크다.

(2) 전자파 차폐 : 차폐방법은 금속 케이스 또는 플라스틱 케이스의 표면에 아연용사, 도금, 도전성 도료를 도포하는 등의 방법과 케이스에 사용하는 플라스틱 자체에 도전성을 부여하는 방법이 사용되고 있다.

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.

전자파 차폐 소재는 전자파 차단 효과를 위해 크게 두 가지 원리를 활용합니다.

첫째, 반사입니다. 전자파 차폐 소재는 금속판처럼 전기 전도성이 높은 물질로 구성되어 전자파를 반사하여 차단합니다. 마치 거울이 빛을 반사하는 것과 비슷한 원리입니다.

둘째, 흡수입니다. 전자파 차폐 소재는 페라이트, 탄소 섬유 등 전자파를 흡수하는 특성을 가진 물질로 구성되어 전자파 에너지를 열에너지로 변환하여 흡수합니다. 마치 스펀지가 물을 흡수하는 것과 비슷한 원리입니다.

이 두 가지 원리를 적절히 조합하여 전자파 차폐 소재는 전자파를 효과적으로 차단하고 우리의 건강을 보호하는 데 기여합니다.