Apakah sangkar Faraday?

Kembali pada 1836, ahli fizik Inggeris dan pencipta Michael Faraday mencipta peranti khas untuk melindungi peralatan daripada sinaran elektromagnetik. Peranti ini berkaitan dengan hari ini, dan, seperti sebelum ini, membawa nama saintis. Ini mengenai sangkar Faraday.

Peranti ini adalah sangkar pelindung yang diperbuat daripada logam yang sangat konduktif, dan, sebagai peraturan, didasarkan. Prinsip operasi peranti mudah ini juga agak mudah:

Apabila medan elektrik luaran bertindak pada sel, elektron bebas dari logam sel akan bergerak, dan sisi bertentangan struktur akan dikenakan supaya medan mereka mengimbangi medan elektrik luaran.

Ini boleh diperiksa dalam eksperimen mudah dengan dua electroscopes dan sangkar Faraday yang dikenakan dari sumber voltan tinggi: sebuah elektroskop yang dilekatkan pada permukaan dalam tembaga tembaga Faraday dan diletakkan di dalamnya tidak akan menunjukkan kehadiran muatan elektrik, dan electroscope yang disambungkan secara luaran akan ditunjukkan.

Medan magnet yang berterusan, tidak seperti medan elektrik, akan menembusi sel tanpa halangan. Walau bagaimanapun, memandangkan medan elektrik yang berselang-seli yang menjana medan magnet bergantian dilindungi oleh sel, medan magnet bergantian tidak menembus sel, kerana ia tidak mempunyai masa untuk muncul. Atas sebab ini, sangkar Faraday melindungi ruang dalamannya, dan objek di dalamnya, bukan sahaja dari medan elektrik, tetapi juga dari tindakan gelombang elektromagnet luar.

Jika kita memberi perhatian kepada frekuensi tinggi, maka gelombang elektromagnetik frekuensi tinggi (berbanding dengan saiz sel grid sel) akan sebahagiannya mencerminkan dari sel, dan hanya akan mati dalam ketebalan logam, mendorong arus eddy di dalamnya, dan akhirnya hilang bentuk haba.

Walau bagaimanapun, kecekapan fungsi pemeriksaan sangkar Faraday dikaitkan dengan parameter berikut: dengan kedalaman lapisan permukaan (lapisan kulit), dengan ketebalan logam sel, dan dengan saiz pembukaan berkenaan dengan panjang gelombang radiasi luaran, dari mana perisai diperlukan. Jadi, untuk melindungi kabel, sangkar Faraday dengan konduktor struktur yang diperbuat daripada bahan yang baik dilakukan. Saiz sel, untuk operasi sangkar Faraday yang berkesan, mesti semestinya kurang daripada panjang gelombang radiasi yang ditapis.

Suatu jenis sangkar Faraday boleh bertemu microwave. Di pintu gelombang mikro ada grid logam, sel-sel yang agak kecil berbanding dengan panjang gelombang yang dihasilkan oleh magnetron. Microwave beroperasi pada kekerapan 2450 MHz, dan panjang gelombang di sini sedikit lebih daripada 12 cm, jelasnya, grid di pintu ketuhar gelombang mikro mudah melindungi radiasi ini, menghalangnya keluar dari luar.

Peranan sisa sel dalam gelombang mikro dimainkan oleh ruang logam di mana makanan dipanaskan. Dengan cara ini, jika anda meletakkan telefon bimbit dalam ketuhar gelombang mikro (mati!), Ia akan keluar dari kawasan liputan rangkaian, kerana gelombang selular standard GSM adalah lebih panjang daripada gelombang yang dihasilkan oleh magnetron gelombang mikro.

Terdapat saman logam yang berfungsi pada prinsip sangkar Faraday individu, diperbuat daripada gentian keluli tahan karat dan tembaga. Kostum sedemikian digunakan oleh pemasang talian kuasa voltan tinggi, kerana walaupun garis yang terputus, banyak kilometer panjang, terkumpul sejumlah bahaya muatan statik pada dirinya sendiri. Saman melindungi seseorang daripada kejutan elektrik.

Set perlindungan seperti kain perak melindungi juruelektrik dari kesan berbahaya dari medan elektromagnet pemasangan voltan tinggi, di mana komponen elektriknya sangat tinggi. Kit seperti itu, mengikut pengeluar mereka, direka untuk melindungi:

• dari pendedahan kepada medan elektrik frekuensi industri;

• dari kesan arus bias yang disebabkan oleh medan elektromagnet yang berselang;

• dari pendedahan kepada sinaran elektromagnet yang sengit yang timbul daripada pelepasan antara kenalan pengacaranya;

• dari kejutan elektrik apabila menyentuh objek yang dibumikan atau terlindung, bahagian peralatan, serta rumput dan semak kecil;

• dari kecederaan elektrik apabila terdedah kepada voltan teraruh atau langkah.

Kit-kit ini membuat ruang terlindung tertutup di sekeliling badan seseorang yang berpakaian sut, tidak termasuk penembusan bidang elektrik di dalamnya. Semua elemen kit diperbuat daripada bahan konduktif elektrik dan saling berkaitan dengan saluran kekonduksian yang semakin meningkat dan petunjuk hubungan konduktif elektrik. Berkat saman sedemikian, tubuh manusia dihancurkan, dan saliran selamat arus sifat elektrostatik atau kapasitif dipastikan.

Pencinta Gegelung Tesla juga menggunakan pakaian yang menyerupai sangkar Faraday individu. Semasa ini hanya mengalir permukaan saman ke bahagian konduktif dengan rintangan kurang, tanpa menyebabkan kerosakan kepada orang yang menyertai pertunjukan.

Seperti yang dapat anda lihat, sangkar Faraday digunakan hari ini di mana banyak. Pemasangan elektrik voltan tinggi disertakan dalam sangkar Faraday, sangkar Faraday digunakan dalam pameran itu, akhirnya, sebarang pengeluaran yang berkaitan dengan gelombang mikro berbahaya dan radiasi elektromagnetik lain tidak lengkap tanpa bengkel dan bilik yang lengkap di dalam sangkar Faraday.

Kami berharap artikel ini berguna kepada anda, dan kini anda memahami betapa pentingnya peranti yang kelihatan sederhana yang menyerupai kotak mesh biasa. Lagipun, Faraday Cage dalam pelbagai aplikasi bukan sahaja melindungi pelbagai peralatan yang sensitif terhadap medan elektrik dan radiasi, tetapi juga melindungi kesihatan orang dengan mencegah kanser, dan banyak lagi penyakit lain yang boleh disebabkan oleh pendedahan yang berlebihan terhadap radiasi elektromagnet pada organisme hidup.