Electromagnetic shielding
الیکٹریکل انجینئرنگ میں، برقی مقناطیسی شیلڈنگ برقی مقناطیسی میدان (ای ایم ایف) کو کنڈکٹو یا مقناطیسی مواد سے بنی رکاوٹوں کے ساتھ کم کرنے یا ری ڈائریکٹ کرنے کا عمل ہے۔ اس کا اطلاق عام طور پر باڑوں پر، برقی آلات کو ان کے آس پاس سے الگ کرنے کے لیے، اور تاروں کو اس ماحول سے الگ کرنے کے لیے کیا جاتا ہے جس کے ذریعے کیبل چلتی ہے ()۔ برقی مقناطیسی تحفظ جو ریڈیو فریکوئنسی (آر ایف) برقی مقناطیسی تابکاری کو روکتا ہے اسے آر ایف تحفظ کے نام سے بھی جانا جاتا ہے۔ ای ایم ایف شیلڈنگ برقی مقناطیسی مداخلت کو کم کرنے کا کام کرتی ہے۔ شیلڈنگ ریڈیو لہروں، برقی مقناطیسی شعبوں اور برقی مستحکم شعبوں کے جوڑے کو کم کر سکتی ہے۔ الیکٹروسٹیٹک فیلڈز کو بلاک کرنے کے لیے استعمال ہونے والی کنڈکٹو انکلوزر کو فیراڈے کیج بھی کہا جاتا ہے۔ کمی کی مقدار کا بہت زیادہ انحصار استعمال شدہ مواد، اس کی موٹائی، ڈھال والے حجم کے سائز اور دلچسپی کے شعبوں کی تعدد اور ڈھال میں سوراخوں کے سائز، شکل اور واقفیت پر ہوتا ہے۔ برقی مقناطیسی تحفظ کے لیے استعمال ہونے والے عام مواد میں دھات کی پتلی پرت، شیٹ میٹل، میٹل اسکرین اور میٹل فوم شامل ہیں۔ شیلڈنگ کے لیے عام شیٹ میٹلز میں تانبہ، پیتل، نکل، چاندی، اسٹیل اور ٹن شامل ہیں۔ تحفظ کی تاثیر، یعنی، ڈھال برقی مقناطیسی تابکاری کو کتنی اچھی طرح سے ظاہر کرتی ہے یا جذب کرتی ہے/دباتی ہے، دھات کی جسمانی خصوصیات سے متاثر ہوتی ہے۔ ان میں چالکتا، سولڈر ایبلٹی، پارگمیتا، موٹائی اور وزن شامل ہو سکتے ہیں۔ دھات کی خصوصیات مواد کے انتخاب میں ایک اہم غور ہے۔ مثال کے طور پر، برقی طور پر غالب لہریں تانبے، چاندی اور پیتل جیسی انتہائی موصل دھاتوں سے جھلکتی ہیں، جبکہ مقناطیسی طور پر غالب لہریں کم موصل دھات جیسے اسٹیل یا سٹینلیس سٹیل کے ذریعے جذب/دبا دی جاتی ہیں۔ مزید برآں، ڈھال یا جال میں کوئی بھی سوراخ تابکاری کی طول موج سے نمایاں طور پر چھوٹا ہونا چاہیے جسے باہر رکھا جا رہا ہے، یا باڑ مؤثر طریقے سے ایک اٹوٹ چلنے والی سطح کا تخمینہ نہیں کرے گی۔ تحفظ کا ایک اور عام طور پر استعمال شدہ طریقہ، خاص طور پر پلاسٹک کے باڑوں میں رکھے گئے الیکٹرانک سامان کے ساتھ، دیوار کے اندر دھاتی سیاہی یا اسی طرح کے مواد سے کوٹ کرنا ہے۔ سیاہی ایک کیریئر مواد پر مشتمل ہوتی ہے جس میں ایک مناسب دھات، عام طور پر تانبے یا نکل، بہت چھوٹے ذرات کی شکل میں ہوتا ہے۔ اسے باڑ پر چھڑکایا جاتا ہے اور، ایک بار خشک ہونے کے بعد، دھات کی ایک مسلسل کنڈکٹو پرت پیدا ہوتی ہے، جسے برقی طور پر سامان کے چیسیس گراؤنڈ سے جوڑا جا سکتا ہے، اس طرح موثر شیلڈنگ فراہم ہوتی ہے۔ برقی مقناطیسی شیلڈنگ کسی علاقے میں برقی مقناطیسی میدان کو کنڈکٹو یا مقناطیسی مواد سے روک کر اسے کم کرنے کا عمل ہے۔ تانبے کا استعمال ریڈیو فریکوئنسی (آر ایف) کی حفاظت کے لیے کیا جاتا ہے کیونکہ یہ ریڈیو اور دیگر برقی مقناطیسی لہروں کو جذب کرتا ہے۔ مناسب طریقے سے ڈیزائن کردہ اور تعمیر شدہ آر ایف شیلڈنگ کے احاطے کمپیوٹر اور الیکٹریکل سوئچنگ روم سے لے کر ہسپتال کے سی اے ٹی اسکین اور ایم آر آئی کی سہولیات تک زیادہ تر آر ایف شیلڈنگ کی ضروریات کو پورا کرتے ہیں۔ ای ایم آئی (برقی مقناطیسی مداخلت) شیلڈنگ بڑی تحقیقی دلچسپی کا باعث ہے اور زیادہ موثر آر ایف/مائکروویو جذب کرنے والے مواد (ایم اے ایم) حاصل کرنے کے لیے فیرائٹس، پولیمرز اور 2 ڈی مواد سے بنے کئی نئے قسم کے نینو کمپوزائٹس تیار کیے جا رہے ہیں۔ ای ایم آئی شیلڈنگ اکثر تانبے کی الیکٹرول لیس پلیٹنگ کے ذریعے حاصل کی جاتی ہے کیونکہ زیادہ تر مقبول پلاسٹک غیر موصل یا خصوصی موصل پینٹ کے ذریعے ہوتے ہیں۔ ایپلی کیشنز کی مثال ایک شیلڈ کیبل ہے، جس میں برقی مقناطیسی شیلڈنگ ہوتی ہے جو ایک اندرونی کور کنڈکٹر کے گرد تار کے جال کی شکل میں ہوتی ہے۔ شیلڈنگ کور کنڈکٹر سے کسی بھی سگنل کے فرار میں رکاوٹ بنتی ہے، اور سگنل کو کور کنڈکٹر میں شامل ہونے سے بھی روکتی ہے۔ کچھ کیبلز میں دو الگ الگ کویکسیل اسکرینز ہوتی ہیں، ایک دونوں سروں پر جڑی ہوتی ہے، دوسری صرف ایک سرے پر، تاکہ برقی مقناطیسی اور برقی مستحکم دونوں شعبوں کی حفاظت کو زیادہ سے زیادہ کیا جا سکے۔ مائکروویو اوون کے دروازے پر کھڑکی میں ایک اسکرین بنی ہوتی ہے۔ مائکروویوز کے نقطہ نظر سے (12 سینٹی میٹر کی طول موج کے ساتھ) یہ اسکرین تندور کے دھاتی ہاؤسنگ سے بنے فیراڈے پنجرے کو ختم کرتی ہے۔ نظر آنے والی روشنی، جس کی طول موج 400 این ایم اور 700 این ایم کے درمیان ہوتی ہے، اسکرین کے سوراخوں سے آسانی سے گزرتی ہے۔ آر ایف شیلڈنگ کا استعمال مختلف آلات، جیسے بائیو میٹرک پاسپورٹ میں سرایت شدہ آر ایف آئی ڈی چپس پر محفوظ کردہ ڈیٹا تک رسائی کو روکنے کے لیے بھی کیا جاتا ہے۔ نیٹو کمپیوٹرز اور کی بورڈوں کے لیے برقی مقناطیسی تحفظ کی وضاحت کرتا ہے تاکہ کی بورڈ کے اخراج کی غیر فعال نگرانی کو روکا جا سکے جس سے پاس ورڈ حاصل کیے جا سکیں ؛ صارفین کے کی بورڈ بنیادی طور پر ممنوعہ لاگت کی وجہ سے یہ تحفظ پیش نہیں کرتے ہیں۔ آر ایف شیلڈنگ کا استعمال طبی اور لیبارٹری کے آلات کی حفاظت کے لیے بھی کیا جاتا ہے تاکہ مداخلت کرنے والے سگنلز کے خلاف تحفظ فراہم کیا جا سکے، بشمول اے ایم، ایف ایم، ٹی وی، ایمرجنسی سروسز، ڈسپیچ، پیجرز، ای ایس ایم آر، سیلولر، اور پی سی ایس۔ اسے اے ایم، ایف ایم یا ٹی وی نشریاتی سہولیات پر آلات کی حفاظت کے لیے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔ برقی مقناطیسی شیلڈنگ کے عملی استعمال کی ایک اور مثال دفاعی ایپلی کیشنز ہوں گی۔ جیسے جیسے ٹیکنالوجی میں بہتری آتی ہے، اسی طرح مختلف قسم کی مذموم برقی مقناطیسی مداخلت کا خطرہ بھی بڑھتا ہے۔ ایک کیبل کو گراؤنڈ کنڈکٹو رکاوٹ کے اندر جوڑنے کا خیال ان خطرات کو کم کر سکتا ہے۔ یہ کس طرح کام کرتا ہے برقی مقناطیسی تابکاری جوڑے ہوئے برقی اور مقناطیسی شعبوں پر مشتمل ہوتی ہے۔ برقی میدان کنڈکٹر کے اندر چارج کیریئرز (یعنی الیکٹرانوں) پر قوتیں پیدا کرتا ہے۔ جیسے ہی کسی مثالی کنڈکٹر کی سطح پر برقی میدان لگایا جاتا ہے، یہ ایک کرنٹ کو جنم دیتا ہے جو کنڈکٹر کے اندر چارج کی نقل مکانی کا سبب بنتا ہے جو اندر لگائے گئے میدان کو منسوخ کر دیتا ہے، جس مقام پر کرنٹ رک جاتا ہے۔ مزید وضاحت کے لیے فیراڈے کیج دیکھیں۔ اسی طرح، مختلف مقناطیسی میدان ایڈی کرنٹ پیدا کرتے ہیں جو اطلاق شدہ مقناطیسی میدان کو منسوخ کرنے کا کام کرتے ہیں۔ (کنڈکٹر جامد مقناطیسی میدانوں کا جواب نہیں دیتا جب تک کہ کنڈکٹر مقناطیسی میدان کے نسبت حرکت نہ کر رہا ہو۔) نتیجہ یہ ہے کہ برقی مقناطیسی تابکاری موصل کی سطح سے جھلکتی ہے: اندرونی میدان اندر رہتے ہیں، اور بیرونی میدان باہر رہتے ہیں۔ کئی عوامل حقیقی آر ایف شیلڈز کی حفاظتی صلاحیت کو محدود کرنے کا کام کرتے ہیں۔ ایک یہ ہے کہ، کنڈکٹر کی برقی مزاحمت کی وجہ سے، پرجوش فیلڈ واقع فیلڈ کو مکمل طور پر منسوخ نہیں کرتا ہے۔ اس کے علاوہ، زیادہ تر موصل کم تعدد مقناطیسی میدانوں کے لیے فیرومیگنیٹک ردعمل ظاہر کرتے ہیں، تاکہ اس طرح کے میدان موصل کے ذریعے مکمل طور پر کم نہ ہوں۔ ڈھال میں کوئی بھی سوراخ کرنٹ کو اپنے ارد گرد بہنے پر مجبور کرتا ہے، تاکہ سوراخوں سے گزرنے والے فیلڈز مخالف برقی مقناطیسی شعبوں کو پرجوش نہ کریں۔ یہ اثرات ڈھال کی میدان کی عکاسی کرنے کی صلاحیت کو کم کرتے ہیں۔ اعلی تعدد برقی مقناطیسی تابکاری کے معاملے میں، مذکورہ بالا ایڈجسٹمنٹ میں غیر معمولی وقت لگتا ہے، پھر بھی ایسی کوئی بھی تابکاری توانائی، جہاں تک اس کی عکاسی نہیں ہوتی ہے، جلد کے ذریعے جذب ہوتی ہے (جب تک کہ یہ انتہائی پتلی نہ ہو)، لہذا اس صورت میں دونوں کے اندر کوئی برقی مقناطیسی میدان نہیں ہے۔ یہ ایک بڑے رجحان کا ایک پہلو ہے جسے جلد کا اثر کہا جاتا ہے۔ تابکاری ڈھال میں کس گہرائی تک گھس سکتی ہے اس کی پیمائش نام نہاد جلد کی گہرائی ہے۔ مقناطیسی تحفظ کے آلات کو بعض اوقات بیرونی مقناطیسی میدانوں سے الگ تھلگ کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔ جامد یا آہستہ آہستہ مختلف مقناطیسی شعبوں (تقریبا 100 کلو ہرٹز سے نیچے) کے لیے اوپر بیان کردہ فیراڈے شیلڈنگ غیر موثر ہے۔ ان صورتوں میں اعلی مقناطیسی پارگمیتا والی دھات کے مرکب دھاتوں سے بنی ڈھالیں استعمال کی جا سکتی ہیں، جیسے کہ پارمالائی اور میو-میٹل کی چادریں یا نینو کرسٹلین اناج کی ساخت فیرومیگنیٹک دھاتی کوٹنگز کے ساتھ۔ یہ مواد مقناطیسی میدان کو روکتے نہیں ہیں، جیسا کہ برقی شیلڈنگ کے ساتھ ہوتا ہے، بلکہ میدان کو اپنے اندر کھینچتے ہیں، جو ڈھال والے حجم کے ارد گرد مقناطیسی میدان کی لکیروں کے لیے راستہ فراہم کرتے ہیں۔ مقناطیسی ڈھالوں کے لیے بہترین شکل اس طرح ڈھال والے حجم کے ارد گرد ایک بند کنٹینر ہے۔ اس قسم کے تحفظ کی تاثیر کا انحصار مواد کی پارگمیتا پر ہوتا ہے، جو عام طور پر بہت کم مقناطیسی میدان کی طاقت اور اعلی میدان کی طاقت دونوں پر گر جاتا ہے جہاں مواد سنترپت ہو جاتا ہے۔ لہذا، کم بقایا شعبوں کو حاصل کرنے کے لیے، مقناطیسی ڈھالیں اکثر کئی باڑوں پر مشتمل ہوتی ہیں، ایک دوسرے کے اندر، جن میں سے ہر ایک اپنے اندر کے میدان کو بتدریج کم کرتا ہے۔ حفاظتی سطحوں کے اندر داخل ہونے والے سوراخ ان کی کارکردگی کو نمایاں طور پر خراب کر سکتے ہیں۔ غیر فعال شیلڈنگ کی مذکورہ بالا حدود کی وجہ سے، جامد یا کم تعدد والے شعبوں کے ساتھ استعمال ہونے والا ایک متبادل فعال شیلڈنگ ہے، جس میں برقی مقناطیسی کے ذریعہ بنایا گیا میدان حجم کے اندر ماحول کے میدان کو منسوخ کر دیتا ہے۔ سولینائڈز اور ہیلم ہولٹز کنڈلی کنڈلی کی اقسام ہیں جو اس مقصد کے لیے استعمال کی جا سکتی ہیں، نیز زیادہ پیچیدہ تار کے نمونوں کو مقناطیسی گونج امیجنگ کے لیے کنڈلی کے ڈیزائن میں استعمال ہونے والے طریقوں کا استعمال کرتے ہوئے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ فعال شیلڈز کو غیر فعال شیلڈز کے ساتھ برقی مقناطیسی جوڑے کے لیے بھی ڈیزائن کیا جا سکتا ہے، جسے ہائبرڈ شیلڈنگ کہا جاتا ہے، تاکہ غیر فعال شیلڈ سے براڈ بینڈ شیلڈنگ ہو اور فعال نظام کا استعمال کرتے ہوئے مخصوص اجزاء کی اضافی منسوخی ہو۔ مزید برآں، سپر کنڈکٹنگ مواد میسنر اثر کے ذریعے مقناطیسی شعبوں کو باہر نکال سکتا ہے۔ ریاضیاتی نمونہ فرض کریں کہ ہمارے پاس (لکیری اور آئسوٹروپک) ڈائیمیگنیٹک مادے کا ایک کروی خول ہے جس میں اندرونی رداس اور بیرونی رداس کے ساتھ رشتہ دار پارگمیتا ہے۔ پھر ہم اس شے کو ایک مستقل مقناطیسی میدان میں ڈالتے ہیں: چونکہ اس مسئلے میں کوئی کرنٹ نہیں ہیں سوائے ڈائیمیگنیٹک مادے کی حدود پر ممکنہ باؤنڈ کرنٹس کے، تب ہم ایک مقناطیسی اسکیلر پوٹینشل کی وضاحت کر سکتے ہیں جو لیپلیس کی مساوات کو مطمئن کرتا ہے: جہاں اس خاص مسئلے میں ایزموتھل سمیٹری ہے تاکہ ہم یہ لکھ سکیں کہ کروی نقاط میں لیپلیس کی مساوات کا حل یہ ہے: حدود پر باؤنڈری کنڈیشنز سے ملنے کے بعد (جہاں ایک یونٹ ویکٹر ہے جو سائیڈ 1 سے سائیڈ 2 کی طرف اشارہ کرنے والی سطح پر نارمل ہے)، تب ہم پاتے ہیں کہ نوٹ کریں کہ یہ گتانک مناسب طور پر اس حد میں 1 (کوئی شیلڈنگ نہیں) پر جاتا ہے۔ اس حد میں کہ یہ گتانک 0 پر جاتا ہے (کامل تحفظ)۔ کب، تب تخفیف کا گتانک آسان شکل اختیار کرتا ہے: جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ مقناطیسی میدان کم ہوتا ہے جیسے کہ برقی مقناطیسی مداخلت برقی مقناطیسی تابکاری اور صحت تابکاری آئنائزنگ تابکاری تحفظ میو-میٹل ایم آر آئی آر ایف شیلڈنگ پیرمالائی الیکٹرک فیلڈ اسکریننگ فیراڈے کیج اینکوک چیمبر پلازما ونڈو حوالہ جات بیرونی لنکس میو میٹل پرمالائی مواد کے بارے میں سب میو میٹل شیلڈنگ کے بارے میں اکثر پوچھے جانے والے سوالات (مارکیانڈیس، جرمنی کے اکثر پوچھے جانے والے سوالات) مقناطیسی پارگمیتا کلیمسن وہیکلر الیکٹرانکس لیبارٹری: طبی مصنوعات کے لیے شیلڈنگ ایفیکٹوینس کیلکولیٹر شیلڈنگ ایشوز (پی ڈی ایف)-ای ٹی ایس-لنڈگرن پیپر پریکٹیکل برقی مقناطیسی شیلڈنگ ٹیوٹوریل