По принципу действия экраны подразделяют на электростатические, магнитостатические и электромагнитные.

Электростатическое экранирование основано на замыкании электрического поля на поверхности металлического экрана и отводе электрических зарядов в землю.

Как показано на рисунке 6.7, в цепь влияющего провода А включен источник ЭДС помех Е, а провод Б подвержен влиянию. Если экран не заземлен (рис. 6.7, а), то электрические силовые линии, созданные положительно заряженным проводом А, будут замыкаться на внутренней поверхности экрана и индуцировать на ней отрицательные заряды, а на внешней поверхности экрана будут индуцироваться положительные заряды. Эти заряды создадут в свою очередь электрические силовые линии, замыкающиеся на поверхности провода Б, индуцируя на нем отрицательные заряды.

В итоге никакого экранирующего действия замкнутый экран не оказывает.

Рисунок 6.7 − Электростатическое экранирование: а − экран не заземлен; б − экран заземлен

Чтобы полностью устранить влияние провода А на провод Б, необходимо замкнутый экран хорошо заземлить (обеспечить малое сопротивление заземления). В этом случае положительные заряды, сконцентрированные на внешней поверхности экрана; отведутся в землю и не будут оказывать влияние на провод Б (рис. 6.7, б). Аналогичный эффект экранирования будет иметь место и при влиянии внешнего электрического поля помех на провод А, помещенный внутри экрана.

Эффект электростатического экранирования не зависит от материала и толщины экрана. Поэтому экран из любого металла в одинаковой степени локализует электростатическое поле помех. Электростатические экраны эффективно работают только на низких частотах.

Магнитостатическое экранирование основано на замыкании магнитного поля в толще экрана из-за повышенной его магнитопроводности. Такие экраны изготавливают из материалов с большой магнитной проницаемостью.

Рисунок 6.8 − Магнитостатическое экранирование

На рисунке 6.8, а провод А является источником магнитного поля, провод Б помещен в магнитный экран. Магнитные силовые линии магнитного поля помех будут в основном замыкаться в толще стенок экрана, так как он имеет малое магнитное сопротивление по сравнению с пространством внутри экрана, в котором находится провод Б. В результате влияние провода А на провод Б резко уменьшается. Экранирующее действие магнитных экранов улучшается с увеличением магнитной проницаемости µ и толщины экрана l. Магнитостатическое экранирование, как и электростатическое, эффективно лишь в диапазоне низких частот. В диапазоне высоких частот магнитостатический режим экранирования переходит в электромагнитный.

Электромагнитное экранированиеосновано на принципах отражения электромагнитных волн от поверхности экрана и поглощения энергии в толще экрана. Электромагнитные экраны наиболее эффективно работают на высоких частотах, при этом они защищают как от магнитного, так и от электрического мешающих полей. Электромагнитная волна с амплитудой W, падающая на экран (рис. 6.9), на границе диэлектрик-металл частично отражается, а частично проходит в экран, затухая при этом в его толще. Достигнув второй границы металл-диэлектрик, волна вторично отражается. В результате в экранирующее пространство проникает лишь оставшаяся часть энергии W_э. Амплитуда отраженных составляющих W₀₁ и W₀₂ зависит от соотношения волновых сопротивлений диэлектрика и металла. Чем 6ольше их различие, тем более интенсивно энергия мешающего поля отражается. Затухание энергии в толще самого экрана обусловлено тепловыми потерями на вихревые токи.

Рисунок 6.9 − Электромагнитное экранирование

Экранирующее действие экранов количественно оценивается коэффициентом экранирования, который для однородных экранов равен отношению электрического Е_э (магнитного Н_э) поля в рассматриваемой тачке при наличии экрана к напряженности электрического Е (магнитного H) поля в этой же точке при отсутствии экрана.

Коэффициент экранирования S изменяется от 0 до 1. Идеальный экранирующий эффект характеризуется S=0.

Для оценки экранирующих свойств экранов используется также затухание экранирования:

Чем меньше коэффициент экранирования S и больше затухание экранирования Аэ, тем лучше кабельные цепи защищены от помех.