Klatka Faradaya zrobi to sam

Michael Faraday był słynnym angielskim eksperymentalnym naukowcem, który przedstawił światu takie genialne wynalazki, jak indukcja indukcji elektromagnetycznej wytwarzanie energii, silnik elektryczny, transformator i wiele innych urządzeń, których używamy do tej pory.

Ale dziś opowiemy o urządzeniu, które wymyślił w połowie XIX wieku. To jest tak zwana klatka Faradaya.

Urządzenie opiera się na zdolności elektronów w zamkniętej elektrycznie przewodzącej powłoce, gdy wchodzi ona w pole elektryczne, aby uzyskać ładunek, który kompensuje wpływ pól zewnętrznych. Zatem ściany komórkowe chronią przestrzeń wewnętrzną przed narażeniem na zewnętrzne promieniowanie elektromagnetyczne.

Taka klatka Faradaya może nawet ochronić człowieka przed wyładowaniem elektrycznym. Ale w odwrotnej kolejności, promieniowanie generowane wewnątrz klatki Faradaya nie wyjdzie, jeśli sprawisz, że będzie to warstwa przewodząca wewnątrz. Dlatego, na przykład, jesteśmy chronieni przed skutkami promieniowania z kuchenki mikrofalowej, gdy jesteśmy blisko niej podczas jej pracy.

Dlaczego to urządzenie było nazywane komórką?

Ponieważ pierwszy Eksperymenty Faradaya spędziłem go z metalową klatką. Nawet dzisiaj projekty przemysłowe są wykonane i wyglądają jak metalowa klatka wykonana z materiałów dobrze przewodzących prąd. Jego skuteczność i moc zależą od grubości materiału, z którego jest wykonana, oraz od stosunku wielkości otworu do długości fali działającego pola zewnętrznego.

Klatka Faradaya - zasada działania

Wszystko genialne jest proste! Zasada działania tego urządzenia jest bardzo prosta - kiedy klatka Faradaya zostaje dotknięta przez pole elektryczne, wolne elektrony wewnątrz materiału, z którego się je wytwarza, zaczynają się poruszać, gromadząc się w określony sposób. W wyniku tego przeciwległe ściany komórki otrzymują ładunki o przeciwnej kolejności, tworząc nowe pole, które ma kierunek przeciwny do zewnętrznego. To nowe pole kompensuje wpływ zewnętrznego pola elektromagnetycznego, co oznacza, że ​​wewnątrz komórki nie ma szumu elektrycznego ani pola elektrycznego.

Ta metoda odbicia lub ekranowania działa tylko w przypadku narażenia na pola elektryczne i zmienne pola magnetyczne, które są przez nie generowane. Chronić przed statycznym polem magnetycznym to urządzenie nie może.

Po co to jest?

Jest stosowany głównie w przemyśle w celu ochrony sprzętu przed narażeniem na niechciane promieniowanie elektromagnetyczne. Na przykład podczas instalowania skanerów medycznych. Bardzo często stosowany w laboratoriach, w których trzeba przeprowadzać bardzo precyzyjne pomiary i zmniejszać hałas elektromagnetyczny. W zastosowaniach przemysłowych zwykle przyciągają specjalistów, którzy mogą poprawnie obliczyć wszystkie parametry komórki.

W życiu codziennym, właściwości tego wynalazku najczęściej zaleca się stosować do ochrony różnych urządzeń elektronicznych (telefonów komórkowych, tabletów, itp.) Przed uszkodzeniem przez promieniowanie elektromagnetyczne lub impuls (falę). Fala ta może być spowodowana eksplozja jądrowa lub na przykład jakieś naturalne zjawisko błyska na słońcu.

Niektórzy nawet budują sobie domy, które są "klatkami Faradaya", aby w pełni zabezpieczyć się przed możliwym wpływem promieniowania elektromagnetycznego. Przykład takiego domu widzisz na powyższym obrazku. W mieszkaniu jego właściciela będzie można dokładnie przetrwać każdy kataklizm. Temat ten jest szczególnie popularny wśród osób, które boją się wszelkiego rodzaju promieniowania i ich wpływu na zdrowie, a także wśród tych, którzy wierzą w globalną katastrofę i przygotowują się do przeżycia po niej.

Klatka Faradaya - jak zrobić improwizowane środki?

Najprostszym sposobem na zbudowanie klatki Faradaya własnymi rękami może być dowolny obiekt z hermetyczną obudową, elektrycznie przewodzącą warstwą zewnętrzną i warstwą, która nie przewodzi prądu elektrycznego.

Takim podmiotem może być dosłownie dowolny przedmiot gospodarstwa domowego, który można zamknąć. Forma może być bardzo różna: pudełko, cylinder, kula - w ogóle wszystko. Wnętrze musi być wykonane z dowolnego materiału, który nie przewodzi elektryczności: tektury, papieru, drewna, plastiku itp. Dlatego najłatwiej jest wziąć gotowy obiekt metalowy i włożyć do niego nieprzewodzącą warstwę lub, alternatywnie, wziąć obiekt z nieprzewodzącej warstwy i owiń jego zewnętrzne części warstwą przewodzącą (na przykład folią). Nawet jeśli po prostu owiniesz swoje urządzenie folią - będzie to najprostsza klatka Faradaya wykonana własnymi rękami.

Zwróć uwagę! Domowe ogniwa wykonane z drewnianych konstrukcji szkieletowych wykorzystujących siatki miedziane lub aluminiowe są najbardziej efektywne. Jeśli zdecydujesz się na zainstalowanie klatki Faradaya z już wykonanego metalowego przedmiotu, upewnij się, że pokrywa i pudełko mają dobry kontakt, który zapewnia niezawodną ochronę przed przenikaniem promieniowania wewnątrz. A także, że obiekt wykonany jest z metalu ocynkowanego.

Ta klatka Faradaya (na zdjęciu) wykonana jest ze zwykłej drewnianej skrzynki.

Możesz również zrobić klatkę Faradaya ze zwykłego pojemnika na śmieci, metalowego pudełka lub nie-emaliowanego wiadra z pokrywką, po prostu kładąc wnętrze kartonu.

Taki stary zestaw narzędzi może być doskonałą podstawą dla tego urządzenia.

Czy klatka może mieć dziury?

Jeśli te otwory są względnie małe w stosunku do długości fali, to tak, może mieć dziury. Na przykład dla fali w 1 GHz długość fali wynosi 0,3 mw wolnej przestrzeni, więc jeśli dziura w komórce jest mniejsza niż ta wartość, wszystko jest w porządku! Dlatego tak często budujemy komórki z sieci.

Co zrobić z drzwiami?

Jeśli zamierzasz zbudować dużą klatkę z drzwiczkami lub szczelinami między pokrywą a podstawą, wtedy możliwe jest lekkie przenikanie promieniowania elektromagnetycznego do komórki. Dlatego najlepiej jest użyć taśmy lub materiału, który przewodzi prąd i zamyka szew dla tego rodzaju stawów.

Czego można użyć z improwizowanych środków?

Dozwolone jest używanie wszystkiego, co widzisz w domu, jeśli jest wykonane z materiałów przewodzących. Istnieje wiele przykładów:

• metalowe pojemniki na śmieci;
• wiadra;
• pudełka;
• pudełka;
• obudowy mikrofalowe itp.

Czy muszę uziemić konstrukcję?

Nadal nie ma konsensusu co do tego, czy uziemić klatkę Faradaya, czy nie.

Ale zależy to od wielu czynników - rozmiaru, miejsca i przeznaczenia, itp. Jednak ogólne zasady są następujące: nie ma potrzeby szlifowania małych struktur, ale w przypadku dużych konieczne jest ich wykonanie.

W dużej komórce może wystąpić promieniowanie elektromagnetyczne, które może zaszkodzić osobie, jeśli przypadkowo dotknie działającego urządzenia. Podczas gdy w małej komórce promieniowanie jest małe.

Dlatego zanim przejrzysz projekt, dokładnie przejrzyj zalecenia dotyczące uziemienia.

Jak sprawdzić pracę klatki Faradaya?

Możesz włożyć działające radio z włączonym silnym kanałem FM. Jeśli po zamknięciu klatki nadal będziesz słyszał działanie radia, to nie będzie ściśle zamknięta.

Możesz też umieścić telefon komórkowy w środku i spróbować go wywołać. Jeśli telefon jest poza zasięgiem, komórka działa dobrze.

Teraz już wiesz, co to jest, czego potrzebujesz i jak zrobić klatkę Faradaya własnymi rękami. Kupując gotową klatkę lub decydując się na jej wykonanie, upewnij się, że rozmiar odpowiada Twoim potrzebom i możesz umieścić w niej wszystko, co chcesz. To, czy jest potrzebne do prowadzenia eksperymentów naukowych, czy do ochrony elektroniki przed skutkami promieniowania elektromagnetycznego, nie jest tak ważne. Zawsze możesz łatwo stworzyć własną klatkę Faradaya z improwizowanej.