Permeabilidade vs. permissividade. O que isso significa no mundo real.

Dispositivos eletrônicos são cada vez menores e mais potentes, o que resulta em ambientes de interferência eletromagnética (EMI) mais complexos. A blindagem, o aterramento e a absorção da interferência eletromagnética são técnicas populares no gerenciamento de EMI. No entanto, os engenheiros precisam selecionar as técnicas e os conjuntos de materiais corretos para atingir as metas específicas na redução de ruídos de EMI. Existem dois conjuntos principais de materiais usados ​​para controlar a interferência eletromagnética: materiais condutores (folhas, juntas, blindagens) e materiais absorventes (folhas magnéticas, espumas dielétricas etc.). Materiais condutores oferecem baixa resistividade, permitindo que as correntes de radiofrequência se afastem dos componentes protegidos. Já os materiais absorventes possuem propriedades magnéticas e/ou dielétricas especialmente formuladas para suprimir a EMI.

Para controlar a EMI em aplicações de campo por proximidade, é prática comum selecionar materiais com alta permeabilidade magnética. À medida que avançamos para frequências mais altas e com maior complexidade, o controle eficaz da EMI também exige conhecimento e compreensão tanto da permeabilidade quanto da permissividade.

Permeabilidade é a resposta de um material a um campo magnético externo. Ela é quantificada pela permeabilidade relativa (mr). A permeabilidade relativa é composta pelas partes real e imaginária. A parte real define o campo magnético total no material. A parte imaginária, por sua vez, define a perda de energia, ou seja, a energia que se desvia do caminho pretendido.
 

• Materiais com alta permeabilidade real são eficazes no redirecionamento da energia magnética. Portanto, eles protegem os componentes contra o ruído induzido por campos magnéticos. 
• Materiais com alta permeabilidade imaginária são bons absorvedores de energia magnética.

Permissividade é a resposta de um material a um campo elétrico externo. Ela é quantificada pela permissividade relativa (εr). A permissividade relativa também é composta pelas partes real e imaginária. A parte real define o campo elétrico total no material. A parte imaginária, por sua vez, define a perda de energia, ou seja, a energia que é convertida em calor em vez de ser utilizada no processamento de sinais ou de potência.
 

• Materiais com alta permissividade real são eficazes no redirecionamento de campos dielétricos. Portanto, eles protegem os componentes contra o ruído induzido por campos elétricos.
• Materiais com alta permissividade imaginária são bons absorvedores de energia elétrica.

Em alguns casos, o design do sistema (como os materiais utilizados, a geometria e o posicionamento) determina os modos eletromagnéticos de propagação, reflexão e perda e, portanto, a eficácia geral do absorvedor. Nesses sistemas, a permeabilidade e a permissividade do material desempenham um papel significativo na supressão de EMI – especialmente em altas frequências, nas quais comprimentos de onda menores podem causar variações com maior facilidade. Aplicações reais com ambientes magnéticos complexos podem exigir materiais que afetam tanto a permeabilidade quanto a permissividade.

Um exemplo é uma linha de rastreamento que transporta ruído condutivo de um componente para outro. Aqui, o desempenho do absorvedor de EMI pode se beneficiar da alta permeabilidade e da alta permissividade. Outro exemplo é um circuito integrado (IC) onde duas pequenas fontes de ruído condutivo precisam ser desacopladas para manter a confiabilidade do sinal. Nesse caso, um material com alta perda magnética e baixa permeabilidade é preferível. Para a redução de ruído em cavidades ou invólucros, a permeabilidade e a permissividade devem ser escolhidas para garantir a correspondência adequada de impedância e comprimento de onda. Para blindagem de fontes magnéticas muito pequenas (em comparação com o comprimento de onda), como indutores de alta frequência ou laços em um circuito, é necessário um material com alta permeabilidade (nesse cenário, a permissividade não desempenha um papel significativo).

A 3M oferece uma ampla variedade de absorvedores de EMI e materiais de blindagem magnética, com recursos e opções que atendem aos desafios atuais e possibilitam novas aplicações. Eles incluem materiais com alta permeabilidade e alta permissividade para uma excelente supressão de ruído de interferência eletromagnética (EMI).

Os Absorvedores de EMI 3M™ podem ser usados ​​de forma eficaz para controlar o ruído de EMI de campo próximo de 200 MHz a 10 GHz. Os absorvedores de EMI da 3M, combinados com os Materiais de Blindagem Magnética 3M™ e as Fitas Condutoras de Eletricidade 3M™, fornecem uma solução completa para o controle de ruído de EMI em ambientes eletromagnéticos (EM) complexos.

A 3M realiza testes abrangentes de materiais para oferecer soluções com desempenho confiável e reproduzível tanto em laboratório quanto no campo. Entre em contato com seu representante da 3M ou fale com um de nossos especialistas para saber mais. Ajudaremos você a escolher as soluções de controle de EMI ideais para suas especificações exatas.