Mikä on Faraday-häkki?

Englantilainen fyysikko ja keksijä Michael Faraday loi vuonna 1836 erityisen laitteen laitteiden suojaamiseksi sähkömagneettiselta säteilyltä. Tämä laite on merkityksellinen tänä päivänä, ja kuten aiemmin, sillä on tutkijan nimi. Kyse on Faradayn häkistä.

Tämä laite on suojahäkki, joka on valmistettu erittäin johtavasta metallista ja yleensä maadoitettu. Tämän yksinkertaisen laitteen toimintaperiaate on myös melko yksinkertainen:

Kun ulkoinen sähkökenttä vaikuttaa soluun, kennon metallin vapaat elektronit tulevat liikkeelle, ja rakenteen vastakkaiset puolet varataan siten, että niiden kenttä kompensoi ulkoisen sähkökentän.

Tämä voidaan tarkistaa yksinkertaisessa kokeessa kahdella elektroskoopilla ja korkeajännitelähteestä ladatulla Faraday-häkillä: Faraday-messinkihäkin sisäpinnalle kiinnitetty ja sen sisälle sijoitettu elektroskooppi ei osoita sähkövarauksen olemassaoloa, ja ulkoisesti kytketty sähkökoskooppi näyttää.

Jatkuva magneettikenttä, toisin kuin sähkökenttä, tunkeutuu soluun ilman esteitä. Koska solu seuloo kuitenkin vuorottelevan magneettikentän muodostavan vuorottelevan sähkökentän, vuorotteleva magneettikenttä ei tunkeudu soluun, koska sillä ei yksinkertaisesti ole aikaa syntyä. Tästä syystä Faraday-häkki suojaa sisätilaaan ja siinä olevia esineitä paitsi sähkökentältä, myös ulkoisten sähkömagneettisten aaltojen vaikutukselta.

Jos kiinnitämme huomiota korkeisiin taajuuksiin, niin korkeataajuiset sähkömagneettiset aallot (verrattuna kennon ruudukon kokoon) heijastuvat osittain kennosta ja yksinkertaisesti vain kuolevat metallin paksuusessa indusoimalla pyörrevirtoja ja lopulta häviävät lämmön muoto.

Siitä huolimatta Faraday-häkin seulontatoiminnon tehokkuus liittyy seuraaviin parametreihin: pintakerroksen (ihokerroksen) syvyyteen, kennon metallin paksuuteen ja aukon kokoon suhteessa ulkoisen säteilyn aallonpituuteen, josta suojaus vaaditaan. Joten kaapeleiden suojaamiseksi käytetään Faraday-häkkejä, joissa on johtimet, joiden rakenne on muodostettu hyvin johtavista materiaaleista. Solun koon Faraday-häkin tehokkaan toiminnan kannalta on välttämättä oltava paljon pienempi kuin seulotun säteilyn aallonpituus.

Tyyppinen Faraday-häkki, johon kaikki voivat tavata mikroaaltouuni. Mikroaaltouunissa on metalliristikko, jonka solut ovat melko pienet verrattuna magnetronin luomaan aallonpituuteen. Mikroaaltouuni toimii 2450 MHz: n taajuudella ja aallonpituus on täällä hiukan yli 12 cm. On selvää, että mikroaaltouunin ruudukko suojaa tämän säteilyn helposti, estäen sitä menemästä ulos.

Muun solun roolissa mikroaaltouunissa on metallihuone, jossa lämmitetty ruoka sijaitsee. Muuten, jos laitat matkapuhelimen mikroaaltouuniin (pois!), Se poistuu verkon peittoalueelta, koska GSM-standardin mukaiset soluaallot ovat jopa pidempiä kuin mikroaaltouuni-magnetronin tuottamat aallot.

On metallipukuja, jotka toimivat yksilöllisen Faraday-häkin periaatteella, valmistettu ruostumattomasta teräksestä ja kuparikuiduista. Tällaisia ​​pukuja käyttävät korkeajännitejohtojen asentajat, koska jopa irrotettu johto, monien kilometrien pituinen, kerää itselleen vaarallisen määrän staattista varausta. Puku suojaa henkilöä sähköiskulta.

Tällaiset hopeakankaaseen perustuvat suojajoukot suojaavat sähköasentajia korkeajännitelaitteiden sähkömagneettisen kentän haitallisilta vaikutuksilta, joissa sähkökomponentti on erittäin korkea. Valmistajien mukaan tällaiset sarjat on suunniteltu suojaamaan:

• altistumisesta teollisuustaajuuden sähkökentälle;

• vuorottelevan sähkömagneettisen kentän aiheuttaman biasvirran vaikutuksista;

• altistumisesta voimakkaalle sähkömagneettiselle säteilylle, joka johtuu purkajien kosketinten välisistä purkauksista;

• sähköiskuilta koskettaessa maadoitettuja tai eristettyjä esineitä, laitteiden osia, samoin kuin ruohoa ja pieniä pensaita;

• sähkövammoista, kun ne altistetaan induktio- tai askeljännitteelle.

Sarjat luovat suljetun suojatun tilan pukuun pukeutuneen ihmisen kehon ympärille, sulkematta pois sähkökentän tunkeutumisen sisälle. Kaikki sarjojen elementit on valmistettu sähköä johtavista materiaaleista, ja ne on kytketty toisiinsa lisääntyneen johtavuuden kanavilla ja sähköä johtavilla kosketusjohdoilla. Tällaisten pukujen ansiosta ihmiskeho on vaihtunut ja sähköstaattisten tai kapasitiivisten virtojen turvallinen tyhjennys on varmistettu.

ystäville Tesla kelat käytä myös puvut, jotka muistuttavat yksittäisiä Faraday-häkejä. Virta virtaa yksinkertaisesti puvun pinnasta johtavien osien kanssa vähemmän vastuksella aiheuttamatta vahinkoa näyttelyyn osallistuvalle henkilölle.

Kuten huomaat, Faraday-häkkiä käytetään nykyään paljon. Suurjännite sähköasennukset on suljettu Faraday-häkeihin, Faraday-häkkejä käytetään näyttelyssä. Lopuksi, vaaralliseen mikroaalto- ja muuhun sähkömagneettiseen säteilyyn liittyvä tuotanto ei ole valmista ilman Faradayn häkeissä suljettuja kokonaisia ​​työpajoja ja huoneita.

Toivomme, että tämä artikkeli oli hyödyllinen sinulle, ja nyt ymmärrät, kuinka tärkeä yksinkertaisen näköinen laite, joka muistuttaa tavallista verkkorasiaa, voi olla. Loppujen lopuksi Faraday-häkki erilaisissa sovelluksissa suojaa paitsi erilaisia ​​sähkökenttiä ja säteilyä herkkiä laitteita, mutta myös suojaa ihmisten terveyttä estämällä syöpää ja monia muita sairauksia, jotka voivat johtua liiallisesta altistumisesta sähkömagneettiselle säteilylle elävässä organismissa.