Hallo Zusammen, kann mir von euch jemand bei einem (Denk-)Problem behilflich sein? Nehmen wir mal an, ich möchte einen Faradayschen Käfig bauen. Wie muss dieser genau aufgebaut sein? Ja, in der Theorie reicht ja z.B. ein rund herum geschlossenes Metallgehäuse. Aber wir wissen alle, dass wir im Aufzug z.B. Mobilfunk-Empfang haben. Selbst wenn ich mein Smartphone in die Mikrowelle lege, hat es dort Empfang. In einer 1cm dicken Eisen-Kiste allerdings nicht. Ich frage mich momentan: Welche Wirkung hat denn überhaupt ein Faradayscher Käfig? Mir kommt es nämlich so vor, dass er keine Wirkung auf die hochfrequente EM-Strahlung hat. Nur dass das Metall eine abschirmende Wirkung hat.
Das Metallgehäuse muss geerdet sein, sonst koppelt die HF kapazitiv auf die Handy Antenne. Wenn Erdung da ist, müssen alle Öffnungen viel kleiner als die Wellenlänge sein. Kabeln koppeln die HF ebenfalls ins innere.
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Udo K. schrieb: > Das Metallgehäuse muss geerdet sein, sonst koppelt die HF kapazitiv auf > die Handy Antenne. Das stimmt so allgemein sicher nicht.
>Das stimmt so allgemein sicher nicht.
Und was wäre dann deiner Meinung nach richtig?
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Mathias B. schrieb: > Hallo Zusammen, > > kann mir von euch jemand bei einem (Denk-)Problem behilflich sein? > Nehmen wir mal an, ich möchte einen Faradayschen Käfig bauen. Wie muss > dieser genau aufgebaut sein? Aus leitfähigem Metall. Das kann Kupfer, Alu, Messing sonstwas sein. Entscheidend ist, daß die Maschenweite bzw. Schlitze kleiner sind als die minimale Wellenlänge des zu schirmenden Signals. In der EMV spricht man von lambda/20, das reicht meistens. Und die leitfähigkeit sollte eher hoch sein. Eisen oder Stahl sind schlechte elektrischer Leiter. Eisen oder gar Mu-Metall braucht man nur bei sehr niederfrequenten Magnetfeldern (100Hz und weniger). Das wurde früher u.a. zur Schirmung von Röhrenmonitoren benutzt, die in besonders "verseuchter" Umgebung betrieben wurden. > Ja, in der Theorie reicht ja z.B. ein rund > herum geschlossenes Metallgehäuse. Aber wir wissen alle, dass wir im > Aufzug z.B. Mobilfunk-Empfang haben. Das Ding ist alles andere als ein geschlossenes, metallisches Gefäß. Die Seiten sind nicht HF-tauglich verbunden, durch die Schlitze kommt tonnenweise HF. > Selbst wenn ich mein Smartphone in > die Mikrowelle lege, hat es dort Empfang. Weil auch die nur ausreichend, aber nicht ultimative HF-Schirmung hat. Wenn von dem 1kW HF-Leistung 100mW rauskommen ist das praktisch akzeptabel, bedeutet aber nur 40dB Schirmmaß. Mal so als Größenordnung. Normale Handies für GSM, vermutlich auch UMTS/LTE etc. haben einen Empfindlichkeit von -107dBm, das sind aberwitzige 200pW (Picowatt!). Dagegen ist ein Mückenfurz ein Orkan! Wenn man das soweit schirmen will, daß da WIRKLICH kein Empfang mehr ist, muss man ein SEHR gutes HF-Gehäuse haben! > In einer 1cm dicken Eisen-Kiste allerdings nicht. Unfug. HF-Strahlung hat zwar eine magnetische Komponente, die wird aber bei nennenswerten Frequenzen deutlich oberhalb von 50Hz nicht durch den Ferromagnetismus des Eisen abgeschirmt, sondern durch die Leitfähigkeit und Wirbelströme der Umhüllung. > Ich frage mich momentan: Welche Wirkung hat denn überhaupt ein > Faradayscher Käfig? Er kann statische und dynamische, auch hochfrequente elektrische, bzw. elektromagnetische Felder abschirmen. > Mir kommt es nämlich so vor, dass er keine Wirkung > auf die hochfrequente EM-Strahlung hat. Unsinn. > Nur dass das Metall eine > abschirmende Wirkung hat. Ja was denn sonst? Gummibärchen sind nicht Bestandteil des Faradyschen Käfigs.
Udo K. schrieb: > Das stimmt so allgemein sicher nicht. > > Und was wäre dann deiner Meinung nach richtig? Um ein Handy HF-dicht abzuschirmen braucht es "nur" ein HF-dichtes Gehäuse. Eine Keksdose aus Weißblech mit einem Deckel, der rundherum metallischen Kontakt gibt, könnte schon reichen. ggf. muss man den an mehreren Punkten verlöten. Das Gehäuse muss dazu NICHT geerdet sein. Es muss auch keinen Kontakt zum Handy haben, das kann isoliert in der Kiste liegen. Die Profilösung ist ein HF-Gehäuse mit passenden Lamellen etc. https://www.reichelt.de/stahlblechgehaeuse-161-x-68-x-16-mm-silber-teko-16160-p34041.html?&trstct=pos_0&nbc=1 Die Schirmung gegen elektromagnetische Strahlung/Wellen wird oft mit Schirmung gegen kapazitive Einkopplung verwechselt. Für diese braucht es tatsächlich eine HF-taugliche Verbindung vom Schirm auf die Masse des zu schirmenden Objekts. Z.B. beim Kabelschirm. Gibt es die nicht oder ist das ein Rattenschwanz, sinkt die Schirmwirkung deutlich. Fehlt sie, kann der Schirm sogar zur Verstärkung der Kopplung führen, denn die vergrößtere Elektrode (der Schirm) hat eine vergrößtere Kapazität zur Störquelle sowie Störsenke (Kabel). Die Erdung des Schirms nützt nur in sofern was, wenn das zu schötzende Objekt auch gut geerdet ist. Das ist aber HF-mäßig das Gleiche wie die direkte Masseverbindung zwischen Schirm und Objekt.
Falk B. schrieb: > Das Ding ist alles andere als ein geschlossenes, metallisches Gefäß. Die > Seiten sind nicht HF-tauglich verbunden, durch die Schlitze kommt > tonnenweise HF. Ok, ich habe gerade mal folgendes ausprobiert. Ich habe Alu-Folie genommen und mein Smartphone reingelegt. Dann die Folie umgeschlagen, dass das Smartphone komplett umhüllt ist. Dann habe ich die drei offenen Seiten genommen und die ein paar Mal umgeschlagen, sodass das Smartphone komplett von allen Seiten umhüllt ist und von allen Seiten Kontakt besteht. Das höchstfrequente Netz ist hier aktuell mein 5GHz WLAN Netz. 5 GHz hat eine Wellenlänge von ca. 6cm. lambda/20 wären 3mm. In dem "Schild" war 100% keine Öffnung von 3mm mehr. Dennoch gab es Empfang. Auch von weitaus niederfrequenten LTE.
Mathias B. schrieb: > Ich habe Alu-Folie > genommen und mein Smartphone reingelegt. Dann die Folie umgeschlagen, > dass das Smartphone komplett umhüllt ist. Tja, weil deine Alufolie gut isoliert ist ;-) Denn die hat eine mikroskopisch dünne Oxidschicht, die sich innerhalb weniger Minuten bildet, erst recht, wenn die Folie schon "ewig" rumliegt. Wenn man mit einem Multimeter mißt, durchbricht man die meist unbewußt mit den Meßspitzen. Besorg dir eine Keksdose aus Weißblech und probier es noch mal. Aber eine mit metallisch blankem Rand! Die meisten sind dort lackiert!
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Falk B. schrieb: > Um ein Handy HF-dicht abzuschirmen braucht es "nur" ein HF-dichtes > Gehäuse. Ich erinnere mich hier an eine Anekdote aus der Studienzeit. Unser Professor hat uns mal zur Besichtigung einer EMV-Kammer eingeladen. Er lies ein Radio in der Kammer laufen. Der Sender wurde gut empfangen. Dann hat er betont langsam die Eingangstür zur Kammer geschlossen. Genau als man das Einrasten (Klicken) des Türverschlusses gehört hat war der Sender weg und nur noch Rauschen zu hören. Man konnte richtig schön mit der Tür den Empfang ein & aus schalten. Das hat eindrücklich gezeigt, dass die komplette Kammer ordentlich geschlossen sein muss um die Wellen von außen fernzuhalten. Die Tür besitzt dazu spezielle Kontaktflächen, die ein bündiges (elektrisches) Abschließen ermöglichen. Abschirmbehälter sind üblicherweise mit Kupferfolie umschlossen und jeder Öffnungsmechanismus muss ins Schließkonzept einbezogen werden, was manchmal gar nicht so einfach ist, denn Kontakte sind mechanisch/elektrisch anfällig für Oxidation und "Schlitzbildung"
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Falk B. schrieb: > Tja, weil deine Alufolie gut isoliert ist ;-) Denn die hat eine > mikroskopisch dünne Oxidschicht, die sich innerhalb weniger Minuten > bildet, erst recht, wenn die Folie schon "ewig" rumliegt. Okay, gutes Argument. Ja, daran habe ich garnicht gedacht. Ich habe hier leider keine Keksdose zur Hand, das Krümmelmonster hat die auch mitgenommen ;) Aber ich probiere es mal aus. Vielen Dank!
Jonny O. schrieb: > Unser > Professor hat uns mal zur Besichtigung einer EMV-Kammer eingeladen. Ja, wir hatten im Labor an der Uni auch so eine Kammer. Aber die war auch nicht nur ein Faradayscher Käfig, als rund herum geschlossen, sondern war mit "Schaumstoff" ausgekleidet, mit Spitzen.
Mathias B. schrieb: > Okay, gutes Argument. Ja, daran habe ich garnicht gedacht Du siehst einfach nicht das Ganze. Jede Welle besteht im Fernfeld aus H- und E-Komponenten. Für den magnetischen Teil ist die Folie durchlässig wie Papier. Es induzieren sich zwar Wirbelströme, wegen der endlichen Leitfähigkeit des Alu erzeugen die aber auch innen wieder E-Felder. P.S. Alufolie schirmt nur ein statisches elektrisches Feld, das dann sogar ziemlich gut.
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Gunnar F. schrieb: >> Okay, gutes Argument. Ja, daran habe ich garnicht gedacht > > Du siehst einfach nicht das Ganze. Jede Welle besteht im Fernfeld aus H- > und E-Komponenten. Für den magnetischen Teil ist die Folie durchlässig > wie Papier. Unsinn. > Es induzieren sich zwar Wirbelströme, Eben! > wegen der endlichen > Leitfähigkeit des Alu erzeugen die aber auch innen wieder E-Felder. Das macht jedes Material mit einer Leitfähigkeit kleiner Unendlich. Darum gibt es ja das Dämpfungsmaß. Alu ist auch nur um Faktor 1,4 schlechter als Kupfer. > P.S. Alufolie schirmt nur ein statisches elektrisches Feld, das dann > sogar ziemlich gut. Das halte ich für ein Gerücht. Wenn man es richtig macht (tm), kann man auch mit Aluminium ein HF-dichtes Gehäuse bauen. U.a. wenn man das Aluminium leitfähig passiviert, dafür gibt es verschiedene Verfahren. Dazu eine HF-Feder zwischen Deckel und Gehäuse, fertig ist die HF-Abschirmung. Sowas hab ich schon gebaut und erfolgreich vermessen. Außerdem kann auch Alu elektrische Wechselfelder abschirmen, wenn man es passend kontaktiert bekommt.
Falk B. schrieb: > Unsinn ist jetzt was? Mann, dein Umgangston! Halt mal nen Mageten vor Eisen und führe dann Papier und Alufolie dazwischen durch. Beobachte die Haltekraft. Falk B. schrieb: > U.a. wenn man das Aluminium leitfähig passiviert, dafür gibt es > verschiedene Verfahren. Was ist jetzt leitfähig passivieren? Leitet Alu nicht schon an sich? Vielleicht meinst du ferromagnetisch beschichten. Aber dann kommst du genau zu meiner Aussage: Du musst die H- und die E-Komponenten bedämpfen, und/oder reflektieren. Eins von beiden bringt nicht viel.
Gunnar F. schrieb: > Falk B. schrieb: >> Unsinn > > ist jetzt was? Mann, dein Umgangston! Du erzählst Unsinn. Gefählt dir das besser? https://de.wikipedia.org/wiki/Tachles#Zum_Namen > Halt mal nen Mageten vor Eisen und führe dann Papier und Alufolie > dazwischen durch. Beobachte die Haltekraft. Du kennst nicht mal den Unterschied zwischen einem statischen Magnetfeld und dynamischen Magnetfeld. Und willst dem Rest der Welt was über elektromagnetische Wellen und Abschirmung erzählen. Wirklich? > Falk B. schrieb: >> U.a. wenn man das Aluminium leitfähig passiviert, dafür gibt es >> verschiedene Verfahren. > > Was ist jetzt leitfähig passivieren? Leitet Alu nicht schon an sich? > Vielleicht meinst du ferromagnetisch beschichten. Leitfähig passivieren bedeutet, mit einer elektrisch leitfähigen Oberfläche beschichten, die nicht oxidiert. Ein Verfahren nennt sich Surtec, das nutzen wir in der Firma. Es gibt aber auch andere. https://www.surtec.com/de/produkte-services/surtec-650/ Das machen wir nicht selber, aber unsere Metallzulieferer. Das ist das Gegenteil von Eloxieren. Dabei wird die Oberfläche elektrisch isolierend. > Aber dann kommst du > genau zu meiner Aussage: Du musst die H- und die E-Komponenten > bedämpfen, und/oder reflektieren. Eins von beiden bringt nicht viel. Korrekt. Eine Metallschicht wirkt u.a. als Reflektor, wie man an jeder Radaranlage (Metallgeflecht) oder Satellitenschüssel (Aluspiegel) sehen kann. Es gibt dabei aber immer auch Absorption sowie Kompensation (Gegenfeld, erzeugt durch Wirbelströme, welches des einstrahlende Feld nahezu 100% kompensiert/auslöscht).
Wie sieht es mit Resonanzen mit den Gehäuseabmessungen aus? Sollte nicht bei einen Abstand von einer Wellenlänge zwischen Deckel und Boden nicht eine Spannung zwischen diesen auftreten? Das Gehäuse wirkt als Dipol.
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Sehr spannende Diskussion hier mit wirklich viel Mehrwert! Nicht nur zum Thema, sondern auch drum herum. Ich wusste z.B. nämlich nicht, dass eloxierte Oberflächen isolieren. Wow...
Mathias B. schrieb: > Ich wusste z.B. nämlich nicht, dass > eloxierte Oberflächen isolieren. Wow... Im Ernst? Schon mal über die Bedeutung des Wortes "Eloxieren" nachgedacht? https://de.wikipedia.org/wiki/Eloxal-Verfahren Wenn man viel mit Aluminiumgehäusen zu tun hat und die auch halbwegs HF-dicht bekommen will, kann man da schon mal drauf reinfallen.
Falk B. schrieb: >> Das stimmt so allgemein sicher nicht. >> >> Und was wäre dann deiner Meinung nach richtig? > > Um ein Handy HF-dicht abzuschirmen braucht es "nur" ein HF-dichtes > Gehäuse. Eine Keksdose aus Weißblech mit einem Deckel, der rundherum > metallischen Kontakt gibt, könnte schon reichen. ggf. muss man den an > mehreren Punkten verlöten. Das Gehäuse muss dazu NICHT geerdet sein. Es > muss auch keinen Kontakt zum Handy haben, das kann isoliert in der Kiste > liegen. Die Profilösung ist ein HF-Gehäuse mit passenden Lamellen etc. Hmm... Ich kann dir nur aus eigener Erfahrung sagen, dass ein Handy klingelt, wenn es in einem EMV tauglichen Zinkdruckguss Gehäuse drinnen ist. Kontakt zum Gehäuse hatte das Handy nicht. Zumindest war das vor 15 Jahren noch so. Erst als ich es geerdet habe, war der Empfang weg. Meine Erklärung damals war, das die HF kapazitiv auf die Antenne übertragen wird.
Udo K. schrieb: > Hmm... Ich kann dir nur aus eigener Erfahrung sagen, dass ein Handy > klingelt, wenn es in einem EMV tauglichen Zinkdruckguss Gehäuse drinnen > ist. Hatte das eine HF-Dichtung? > Kontakt zum Gehäuse hatte das Handy nicht. > Zumindest war das vor 15 Jahren noch so. Erst als ich es geerdet habe, > war der Empfang weg. Hmm. > Meine Erklärung damals war, das die HF kapazitiv auf die Antenne > übertragen wird. Naja, da müßte man nochmal drüber nachdenken und auch bissel testen. Mögich wäre auch, daß das gehäuse zwar auf dem Papier HF-dicht ist, aber auch welchen Gründen auch immer real eben nicht. Dann kann eine "isolierte" gehäusehälfte schon als kapazitive Einkopplung wirken. Die Frage ist, ob das mit einem wirklich HF-dichten Gehäuse dann auch noch passiert.
Ok, ich habe das Experiment jetzt wiederholt und das Smartphone in eine Keksdose reingetan. Geklingelt hat es nicht, eventuell liegt es daran, dass das Smartphone nicht so empfindlich ist, wie die alte Motorola? Der Computer hatte interessanterweise noch Empfang über den Handy Hotspot, wobei das Handy nicht mehr ins Internet rausgekommen ist. Kann aber auch sein, dass vor 15 Jahren das Gehäuse auch irgendwie nur teilweise HF dicht war.
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Mathias B. schrieb: > Selbst wenn ich mein Smartphone in die Mikrowelle lege, hat es dort > Empfang. Das ändert sich rapide - und nachhaltig - sobald du die Mikrowelle anschaltest! ;D
Magnus M. schrieb: >> Selbst wenn ich mein Smartphone in die Mikrowelle lege, hat es dort >> Empfang. > > Das ändert sich rapide - und nachhaltig - sobald du die Mikrowelle > anschaltest! Für die Einen ist es eine Mikrowelle, für die Anderen der stärkste WLAN-Router der Welt! ;-)
Udo K. schrieb: > Der Computer hatte interessanterweise noch Empfang über den Handy > Hotspot, wobei das Handy nicht mehr ins Internet rausgekommen ist. > > Kann aber auch sein, dass vor 15 Jahren das Gehäuse auch irgendwie nur > teilweise HF dicht war. Praktischer, wenn gleich nicht physikalischer Gegenbeweis. Wenn eine HF-Schirmung nur funktionieren würde, wenn sie geerdet ist, könnte man Elektronik in Flugzeugen und Satelliten nicht schirmen. 8-0
Falk B. schrieb: > Für die Einen ist es eine Mikrowelle, für die Anderen der stärkste > WLAN-Router der Welt! ;-) Oder in der Chuck Norris Version. Chick Norris hat kein Problem mit schlechtem WLAN-Empfang und hält sich kein Smart Phone ans Ohr, er steckt seinen Kopf in die Mikrowelle! ;-)
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Udo K. schrieb: > Hmm... Ich kann dir nur aus eigener Erfahrung sagen, dass ein Handy > klingelt, wenn es in einem EMV tauglichen Zinkdruckguss Gehäuse drinnen > ist.... Hmm, sehr interessantes Thema. Eine mögliche Erklärung liefert dieses Video. https://www.youtube.com/watch?v=Sxqa7N-fuHM Falk B. schrieb: > Praktischer, wenn gleich nicht physikalischer Gegenbeweis. Wenn eine > HF-Schirmung nur funktionieren würde, wenn sie geerdet ist, könnte man > Elektronik in Flugzeugen und Satelliten nicht schirmen. 8-0 Das ist die Frage, worauf bezieht sich das Erdpotenziel? Reicht es die Schirmung mit dem GND-Potenzial der zu schützenden Schaltung zu verbinden?
> Das ist die Frage, worauf bezieht sich das Erdpotenziel? Reicht es die > Schirmung mit dem GND-Potenzial der zu schützenden Schaltung zu > verbinden? Schirmung braucht keine Erdung solange keine Leitungen den geschirmten Bereich verlassen. Dann könnten diese Leitungen ein Bezugspotential aus dem Inneren schaffen. Dann ist eine Erdung des Schirms erforderlich.
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Mathias B. schrieb: > Aber wir wissen alle, dass wir im > Aufzug z.B. Mobilfunk-Empfang haben. Selbst wenn ich mein Smartphone in > die Mikrowelle lege, hat es dort Empfang. Schon im Film "Staatsfeind Nr. 1" kommt diese Problematik vor. Gene Hackman hat dort einen geschirmten Raum, sagt aber sinngemäß: "Es kommen nur Mikrowellen durch aber es ist ein Kinderspiel diese aufzuspüren". Also gegen Mobilempfang abzuschirmen geht recht schwer. Wobei der Test in der Mikrowelle weniger zeigt dass dieser Käfig nicht dicht ist, sondern viel eher wie empfindlich die Empfangseinheit im Handy wirklich ist.
Falk B. schrieb: > Du erzählst Unsinn. Gefählt dir das besser? > https://de.wikipedia.org/wiki/Tachles#Zum_Namen Am interessantesten dabei ist der Unstand, dass Yves Kugelmann sich einer deutlich moderateren Diktion befleißigt, was durchaus ein Virbild für Dich sein könnte
Eine Erdung das Faradaykäfigs bewirkt bei hohen Frequenzen nichts, da allein der "Draht", der zum Erdungspunkt führt eine Induktivität darstellt. Was das zur Folge hat sollte auch ohne Erklärung einleuchten.
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