Vad är en Faraday-bur?

Redan 1836 skapade den engelska fysikern och uppfinnaren Michael Faraday en speciell anordning för att skydda utrustning mot elektromagnetisk strålning. Den här enheten är relevant för denna dag och bär, som tidigare, namnet på en forskare. Det handlar om Faraday-buren.

Den här enheten är en skyddande bur gjord av mycket ledande metall och som regel jordad. Funktionen för denna enkla enhet är också ganska enkel:

När ett externt elektriskt fält verkar på cellen, kommer de fria elektronerna i metallens cell i rörelse, och motsatta sidor av strukturen laddas så att deras fält kompenserar för det yttre elektriska fältet.

Detta kan kontrolleras i ett enkelt experiment med två elektroskop och en Faraday-bur som laddas från en högspänningskälla: ett elektroskop fäst på den inre ytan av en Faraday-mässingsbur och placerad inuti den visar inte närvaron av en elektrisk laddning, och ett elektroskop som är anslutet externt kommer att visas.

Ett konstant magnetfält, till skillnad från ett elektriskt fält, kommer att tränga in i cellen utan hinder. Eftersom emellertid det växlande elektriska fältet som alstrar det växlande magnetfältet är skyddat av cellen, tränger det växlande magnetfältet inte in i cellen, eftersom det helt enkelt inte har tid att uppstå. Av denna anledning skyddar Faraday-buret sitt inre utrymme, och föremålen i det, inte bara från det elektriska fältet, utan också från verkan av yttre elektromagnetiska vågor.

Om vi ​​uppmärksammar höga frekvenser, kommer elektromagnetiska vågor med hög frekvens (i jämförelse med storleken på cellen i cellnätet) att delvis reflekteras från cellen, och kommer helt enkelt att dö ut i metallens tjocklek, inducerar virvelströmmar i den och slutligen sprids till formen av värme.

Icke desto mindre är effektiviteten för screeningfunktionen för en Faraday-bur förknippad med följande parametrar: med ytskiktet (hudskiktet), med tjockleken på cellens metall och med öppningens storlek med avseende på våglängden för den yttre strålningen, från vilken skärmning krävs. Så för skärmningskablar används Faraday-burar med ledare i en struktur tillverkad av välledande material. Cellstorleken, för effektiv drift av Faraday-buren, måste nödvändigtvis vara mycket mindre än våglängden för den screenade strålningen.

En typ av Faraday-bur som alla kan möta i mikrovågsugn. På mikrovågsdörren finns ett metallnät, vars celler är ganska små i jämförelse med våglängden skapad av magnetron. Mikrovågsugn arbetar med en frekvens av 2450 MHz, och våglängden här är drygt 12 cm, uppenbarligen skyddar rutnätet på mikrovågsdörren lätt denna strålning och förhindrar att den går ut.

Resten av cellen i mikrovågsugn spelas av metallkammaren i vilken den uppvärmda maten finns. Förresten, om du sätter en mobiltelefon i mikrovågsugnen (av!) Kommer den att ligga utanför nätverkets täckningsområde eftersom GSM-standardcellvågorna är ännu längre än vågorna som genereras av mikrovågsugnmagnetron.

Det finns metalldräkter som fungerar enligt principen om en individuell Faraday-bur, tillverkad av rostfritt stål och kopparfibrer. Sådana kostymer används av installatörer av högspänningsledningar, eftersom även en frånkopplad linje, många kilometer lång, ackumulerar en farlig mängd statisk laddning på sig själv. En kostym skyddar en person från elektriska stötar.

Sådana skyddsuppsättningar baserade på silverduk skyddar elektriker från skadliga effekter av det elektromagnetiska fältet hos högspänningsinstallationer, där den elektriska komponenten är mycket hög. Sådana satser är enligt deras tillverkare utformade för att skydda:

• från exponering för ett elektriskt fält med industriell frekvens;

• från effekterna av förspänningsström som orsakas av ett växlande elektromagnetiskt fält;

• från exponering för intensiv elektromagnetisk strålning som härrör från ett urladdning mellan kontakterna från frånkopplarna;

• från elektriska stötar vid beröring av jordade eller isolerade föremål, delar av utrustningen, såväl som gräs och små buskar;

• från elektriska skador när de utsätts för inducerad eller stegspänning.

Satserna skapar ett stängt skyddat utrymme runt kroppen på en person klädd i kostym, exklusive någon penetration av det elektriska fältet inuti. Alla element i satserna är tillverkade av elektriskt ledande material och är sammankopplade med kanaler med ökad konduktivitet och elektriskt ledande kontaktledningar. Tack vare sådana kostymer är människokroppen förskjuten och säkert dränering av strömmar av elektrostatisk eller kapacitiv natur säkerställs.

älskande Tesla spolar använd också kostymer som liknar enskilda Faraday-burar. Strömmen flyter helt enkelt ner på kostymytan till de ledande delarna med mindre motstånd utan att orsaka skada på personen som deltar i showen.

Som ni ser, används Faraday-buren idag där mycket. Högspänningselektriska installationer är inneslutna i Faraday-burar, Faraday-burar används i showen, slutligen är all produktion i samband med farlig mikrovågsugn och annan elektromagnetisk strålning inte komplett utan hela verkstäder och rum inneslutna i Faraday-burar.

Vi hoppas att den här artikeln var användbar för dig, och nu förstår du hur viktigt en enkel snygg enhet som liknar en vanlig låda med nät kan vara. Faraday Cage i olika tillämpningar skyddar inte bara en mängd utrustning som är känslig för elektriska fält och strålning, utan skyddar också människors hälsa genom att förebygga cancer, och många andra sjukdomar som kan orsakas av överdriven exponering för elektromagnetisk strålning på en levande organisme.