Was ist ein Faradayscher Käfig?

Bereits 1836 schuf der englische Physiker und Erfinder Michael Faraday ein spezielles Gerät zum Schutz von Geräten vor elektromagnetischer Strahlung. Dieses Gerät ist bis heute relevant und trägt nach wie vor den Namen eines Wissenschaftlers. Es geht um den Faradayschen Käfig.

Dieses Gerät ist ein Schutzkäfig aus hochleitfähigem Metall und in der Regel geerdet. Das Funktionsprinzip dieses einfachen Geräts ist ebenfalls recht einfach:

Wenn ein externes elektrisches Feld auf die Zelle einwirkt, kommen die freien Elektronen des Metalls der Zelle in Bewegung und die gegenüberliegenden Seiten der Struktur werden aufgeladen, so dass ihr Feld das externe elektrische Feld kompensiert.

Dies kann in einem einfachen Experiment mit zwei Elektroskopen und einem Faradayschen Käfig überprüft werden, der von einer Hochspannungsquelle geladen wird: Ein Elektroskop, das an der Innenfläche eines Faradayschen Messingkäfigs angebracht und darin platziert ist, zeigt keine elektrische Ladung an, und ein extern angeschlossenes Elektroskop zeigt dies an.

Im Gegensatz zu einem elektrischen Feld dringt ein konstantes Magnetfeld ungehindert in die Zelle ein. Da jedoch das elektrische Wechselfeld, das das magnetische Wechselfeld erzeugt, von der Zelle abgeschirmt wird, dringt das magnetische Wechselfeld nicht in die Zelle ein, da es einfach keine Zeit zum Entstehen hat. Aus diesem Grund schützt der Faradaysche Käfig seinen Innenraum und die darin enthaltenen Objekte nicht nur vor dem elektrischen Feld, sondern auch vor der Einwirkung externer elektromagnetischer Wellen.

Wenn wir auf hohe Frequenzen achten, werden hochfrequente elektromagnetische Wellen (im Vergleich zur Größe der Zelle des Zellgitters) teilweise von der Zelle reflektiert und sterben einfach in der Dicke des Metalls aus, induzieren Wirbelströme darin und zerstreuen sich schließlich in die Form der Wärme.

Die Effizienz der Abschirmfunktion eines Faradayschen Käfigs hängt jedoch mit folgenden Parametern zusammen: mit der Tiefe der Oberflächenschicht (Hautschicht), mit der Dicke des Metalls der Zelle und mit der Größe der Öffnung in Bezug auf die Wellenlänge der externen Strahlung, gegen die eine Abschirmung erforderlich ist. Zur Abschirmung von Kabeln werden Faradaysche Käfige mit Leitern einer Struktur aus gut leitenden Materialien verwendet. Die Zellengröße muss für den effektiven Betrieb des Faradayschen Käfigs notwendigerweise viel kleiner sein als die Wellenlänge der abgeschirmten Strahlung.

Eine Art Faradayscher Käfig, in dem sich jeder treffen kann Mikrowelle. An der Mikrowellentür befindet sich ein Metallgitter, dessen Zellen im Vergleich zur vom Magnetron erzeugten Wellenlänge recht klein sind. Die Mikrowelle arbeitet mit einer Frequenz von 2450 MHz, und die Wellenlänge beträgt hier etwas mehr als 12 cm. Offensichtlich schützt das Gitter an der Mikrowellentür diese Strahlung leicht und verhindert, dass sie nach draußen geht.

Die Rolle des Restes der Zelle in der Mikrowelle spielt die Metallkammer, in der sich das erhitzte Lebensmittel befindet. Wenn Sie ein Mobiltelefon in den Mikrowellenherd stellen (aus!), Befindet es sich übrigens außerhalb des Netzabdeckungsbereichs, da die GSM-Standard-Mobilfunkwellen sogar länger sind als die vom Mikrowellenmagnetron erzeugten Wellen.

Es gibt Metallanzüge, die nach dem Prinzip eines einzelnen Faradayschen Käfigs aus Edelstahl und Kupferfasern arbeiten. Solche Kostüme werden von Installateuren von Hochspannungsleitungen verwendet, da selbst eine viele Kilometer lange getrennte Leitung eine gefährliche Menge statischer Ladung auf sich selbst ansammelt. Ein Anzug schützt eine Person vor einem elektrischen Schlag.

Solche Schutzsets auf Silbertuchbasis schützen Elektriker vor den schädlichen Auswirkungen des elektromagnetischen Feldes von Hochspannungsanlagen, bei denen die elektrische Komponente sehr hoch ist. Solche Kits sollen laut Hersteller Folgendes schützen:

• durch Exposition gegenüber einem elektrischen Feld industrieller Frequenz;

• von den Auswirkungen des Vorspannungsstroms, der durch ein elektromagnetisches Wechselfeld verursacht wird;

• durch Einwirkung intensiver elektromagnetischer Strahlung, die durch eine Entladung zwischen den Kontakten der Trennschalter entsteht;

• durch elektrischen Schlag beim Berühren von geerdeten oder isolierten Gegenständen, Geräteteilen sowie Gras und kleinen Büschen;

• vor elektrischen Verletzungen, wenn sie induzierter Spannung oder Stufenspannung ausgesetzt werden.

Die Kits schaffen einen geschlossenen, abgeschirmten Raum um den Körper einer Person in einem Anzug, ohne dass das elektrische Feld im Inneren durchdrungen wird. Alle Elemente der Kits bestehen aus elektrisch leitenden Materialien und sind durch Kanäle mit erhöhter Leitfähigkeit und elektrisch leitenden Kontaktleitungen miteinander verbunden. Dank solcher Anzüge wird der menschliche Körper umgeleitet und eine sichere Ableitung von elektrostatischen oder kapazitiven Strömen gewährleistet.

Liebhaber Tesla-Spulen Verwenden Sie auch Kostüme, die einzelnen Faradayschen Käfigen ähneln. Der Strom fließt einfach mit weniger Widerstand über die Oberfläche des Anzugs zu den leitenden Teilen, ohne die an der Show teilnehmende Person zu beschädigen.

Wie Sie sehen können, wird der Faradaysche Käfig heute viel benutzt. Hochspannungs-Elektroinstallationen sind in Faradayschen Käfigen eingeschlossen, Faradaysche Käfige werden in der Ausstellung verwendet. Schließlich ist jede Produktion, die mit gefährlicher Mikrowelle und anderer elektromagnetischer Strahlung verbunden ist, ohne ganze Werkstätten und Räume, die in Faradayschen Käfigen eingeschlossen sind, nicht vollständig.

Wir hoffen, dass dieser Artikel für Sie nützlich war, und jetzt verstehen Sie, wie wichtig ein einfach aussehendes Gerät sein kann, das einer normalen Netzschachtel ähnelt. Schließlich schützt der Faradaysche Käfig in verschiedenen Anwendungen nicht nur eine Vielzahl von Geräten, die gegenüber elektrischen Feldern und Strahlung empfindlich sind, sondern schützt auch die Gesundheit der Menschen, indem er Krebs und viele andere Krankheiten verhindert, die durch übermäßige Exposition eines lebenden Organismus gegenüber elektromagnetischer Strahlung verursacht werden können.