- Що таке клітка Фарадея?
- Історія клітки Фарадея
- Як працює клітка Фарадея?
- Як зробити клітку Фарадея?
- Приклади клітки Фарадея
Ми пояснюємо, що таке клітка Фарадея, її історію, як вона працює і як побудована. А також приклади з повсякденного життя.
Що таке клітка Фарадея?
Клітка Фарадея — це ємність, вистелена матеріалами провідники електрики (наприклад, металеві пластини або сітка), який працює як щит від впливу а електричне поле приїжджає з-за кордону.
Багато елементів, які ми використовуємо в повсякденному житті, використовують принцип клітки Фарадея, наприклад: кабелі, мікрохвильові печі, автомобілі та літаки. Його форма і розмір можуть відрізнятися, а також матеріали, з яких він покритий.
Історія клітки Фарадея
Клітка Фарадея названа на честь її винахідника, британського фізика Майкла Фарадея (1791-1867), який помітив, що провідний матеріал проявляє дію електричного розряду лише зовні. Здавалося б, це вказувало на те, що заряди на провіднику були розподілені таким чином, щоб компенсувати внутрішні електричні поля.
Щоб довести це, у 1836 році Фарадей закрив стіни кімнати алюмінієвими листами. Використовуючи електростатичний генератор, він застосовував розряди високого рівня Напруга за межами зазначеної кімнати. І з електроскопом (пристроєм, який виявляє наявність електричні заряди в тілі) зміг перевірити, що всередині кімнати електричне поле дорівнює нулю.
Завдяки цьому та багатьом іншим експериментам Фарадей займає чільне місце серед тих учених, які зробили можливим електрика мають практичне застосування, яке ми знаємо сьогодні.
Як працює клітка Фарадея?
Коли електричне поле прикладається до контейнера, який був покритий алюмінієвою або металевою сіткою, контейнер функціонує як електричний провідник, який є поляризованим.
При поляризації провідник стає позитивно зарядженим у напрямку, в якому рухається зовнішнє електромагнітне поле, і в той же час він стає негативно зарядженим у протилежному напрямку, створюючи електричне поле, рівне за величиною, але протилежне електромагнітному полю, яке було застосовано.
Сума обох полів всередині зазначеного контейнера або клітки Фарадея буде дорівнювати нулю. Тобто провідні матеріали за наявності зовнішніх електричних полів завжди впорядковують свої заряди на своїй поверхні таким чином, що внутрішнє електричне поле дорівнює нулю.
Як зробити клітку Фарадея?
Повне обгортання телефону алюмінієм блокує його сигнал.Виготовити клітку Фарадея просто: це лише замикання певного простору в провідниковий матеріал. Необхідні матеріали цілком доступні: металеві екрани, алюмінієва фольга, ящики або навіть сталевий смітник.
Перш ніж продовжити, ми повинні врахувати наступне:
- Якщо ми збираємося використовувати дротяну сітку або сітку (наприклад, ті, що використовуються в курниках), отвори в цьому провіднику повинні бути меншими, ніж довжина сигнал блокування.
- Внутрішнє приміщення має бути повністю утеплене, без тріщин.
- Товщина використовуваного провідника буде залежати від частоти, яку потрібно блокувати.
Існує багато способів зробити клітку Фарадея, але за допомогою цього простого експерименту ми можемо перевірити її характерний ефект екранування:
- Зробіть циліндр з металевою сіткою і алюмінієвою платформою.
- Помістіть налаштований радіоприймач на платформу, а потім закріпіть на платформі циліндр з дротяної сітки. Ви відразу помітите, як припиняється радіопередача. Електромагнітні хвилі, які має приймати радіо, перериваються розміщенням сітки.
- Візьміть два мобільні телефони та переконайтеся, що вони можуть без проблем дзвонити та приймати дзвінки. Потім загорніть один з телефонів в аркуш алюмінієвої фольги. Здійснюючи дзвінок на цей телефон, ви помітите, що сигнал заблокований.
Приклади клітки Фарадея
Принцип, за яким працюють клітки Фарадея, можна спостерігати на багатьох прикладах із повсякденного життя:
- Коли ми помічаємо, що наші мобільні телефони не працюють в ліфті або всередині будівлі з металевих сіток, ми стикаємося з проявом принципу клітки Фарадея.
- Наші мікрохвильові печі обладнані клітинами Фарадея для запобігання їх хвилі втекти за кордон і мати певний шкідливий вплив на нашу Здоров'я.
- Спеціальні костюми електротехніків, які ремонтують високовольтні лінії.
- За кермом автомобіля під час грози рекомендується залишатися всередині транспортного засобу, оскільки його тіла будуть функціонувати як клітка Фарадея перед блискавкою.
- На стіни лабораторій МРТ, де проводять МРТ, також розміщують металеву фольгу або сітку, щоб запобігти виходу хвиль і захистити здоров’я операторів.
- Кібератаки створили значний запас продуктів щоб придушити електромагнітні хвилі, надіслані можливими хакерами. Різні Бізнес Вони пропонують аксесуари, які роблять наші пристрої непомітними в області бездротових з’єднань: чохли для ключів від автомобіля, рюкзаки, конверти, гаманці чи портфелі, виготовлені за принципом «клітки Фарадея».