← Wszystkie artykuły

Zastosowania efektu Meissnera w audio konsumenckim: Kompletna ekspulsja strumienia magnetycznego jako paradygmat ekranowania

M. Ferro, C. Ohm, S. Magnusson | 2024 | Opublikowano w Journal of Equatorial Audio Science

Equatorial Audio Research Division, Mitad del Mundo, Quito, Ecuador (0.0000° N)

Abstrakt

Konwencjonalne ekranowanie elektromagnetyczne opiera się na absorpcji i odbiciu. Efekt Meissnera w nadprzewodnikach Typu II zapewnia fundamentalnie odmienny paradygmat: kompletną ekspulsję strumienia magnetycznego z wnętrza przewodnika. Wykazujemy, że ścieżka sygnału audio zamknięta w nadprzewodzącej osłonie doświadcza zerowego sprzężenia z zewnętrznymi polami elektromagnetycznymi. Pomiary w obecności domowych źródeł EMI potwierdzają, że nadprzewodząca ścieżka kablowa jest elektromagnetycznie niewidzialna.

1. Wprowadzenie

Ekranowanie elektromagnetyczne jest obsesją przemysłu kablowego audio od najwcześniejszych dni reprodukcji high-fidelity. Każdy konwencjonalny materiał ekranujący działa na tych samych dwóch zasadach: absorpcji i odbicia. Oba mechanizmy są z natury niedoskonałe. Efekt Meissnera jest inny co do natury, nie tylko co do stopnia. Gdy nadprzewodnik Typu II jest schładzany poniżej temperatury krytycznej, spontanicznie powstają powierzchniowe prądy ekranujące, które generują pole dokładnie równe i przeciwne do pola przyłożonego. Pole wynikowe wewnątrz nadprzewodnika wynosi zero — nie małe, nie tłumione, zero.

2. Weryfikacja eksperymentalna

Para Interkonektów SC 1,5 m została zainstalowana w standardowym pokoju odsłuchowym obok źródeł EMI. Pole wewnętrzne zmierzono mikrosondą fluxgate. Wyniki (pole magnetyczne RMS przy przewodniku, wszystkie źródła aktywne): OFC nieekranowany: 847 nT Pojedynczy oplot miedziany: 124 nT (17 dB tłumienia) Podwójny oplot + mu-metal: 8,3 nT (40 dB) Equinox trójwarstwowy: 1,7 nT (54 dB) Interkonekt SC (Meissner): < 0,1 nT (> 79 dB; ograniczony poziomem szumu magnetometru)

3. Kompletny system nadprzewodzący

Pełny potencjał ekranowania Meissnera jest realizowany dopiero gdy cała łańcuch sygnałowy jest nadprzewodzący. Pojedynczy konwencjonalny segment kabla tworzy «okno magnetyczne» przez które zewnętrzne pola mogą się sprzęgać z sygnałem. System Referencyjny Zero Kelvin rozwiązuje ten problem zapewniając nadprzewodzące kable dla każdego segmentu łańcucha sygnałowego. Gdy kompletny system jest operacyjny, ścieżka sygnału audio od gniazdka ściennego do głośnika jest całkowicie zamknięta w materiale nadprzewodzącym.

4. Wnioski

Efekt Meissnera zapewnia ekranowanie elektromagnetyczne, które jest fundamentalnie kompletne — absolutne. Ścieżki sygnału audio zamknięte w materiale nadprzewodzącym są odporne na zewnętrzne pola elektromagnetyczne o dowolnej częstotliwości i dowolnej amplitudzie poniżej pola krytycznego. Proponujemy, że ekranowanie Meissnera reprezentuje fizyczny limit ochrony elektromagnetycznej ścieżek sygnału audio.

Bibliografia

  1. W. Meissner, R. Ochsenfeld, "Ein neuer Effekt bei Eintritt der Supraleitfahigkeit," Naturwissenschaften, vol. 21, pp. 787-788, 1933.
  2. M. Tinkham, Introduction to Superconductivity, 2nd ed., Dover, 2004.
  3. J. Bardeen, L. N. Cooper, J. R. Schrieffer, "Theory of superconductivity," Phys. Rev., vol. 108, pp. 1175-1204, 1957.
  4. A. A. Abrikosov, "On the magnetic properties of superconductors of the second group," Sov. Phys. JETP, vol. 5, pp. 1174-1182, 1957.
  5. M. Ferro et al., "Nadprzewodzące interkonekty audio: transmisja sygnału z zerową rezystancją przez przewodniki YBCO w 77K," J. Equatorial Audio Sci., vol. 5, no. 1, 2024.
  6. IEC 61000-4-8:2009, Kompatybilność elektromagnetyczna (EMC) — Techniki testowe i pomiarowe — Test odporności na pole magnetyczne częstotliwości sieciowej.

Kable przywołane w niniejszym badaniu są produkowane w naszym zakładzie w Quito na 0,0000° szerokości geomagnetycznej. Pomiary są dostępne. Zaproszenie jest aktualne.

Zobacz kable →
← Wszystkie artykuły PDF