法拉第笼用自己的双手

天才科学家和 19 世纪的发明家迈克尔·法拉第以其对电、电磁场和相关物理现象的积极研究而闻名。他的一项重大发现是一种称为法拉第笼的保护结构。下面,让我们来看看它是什么,以及该发明所代表的实用价值。

法拉第笼用自己的双手

什么是法拉第笼

法拉第笼是一个带有导电金属壁的盒子。该设计不需要外部电源连接,但通常接地。笼子的物理效应在暴露于外部因素即电磁辐射时表现出来。

展示屏蔽效果的第一个结构具有普通笼子的外观,这就是该现象的名称。事实上,“盒子”的金属丝或穿孔壁便于对封闭空间内的物体或设备进行视觉控制,但它们可以很容易地被实体替换。最主要的是材料应该是导电的。

作用原理

法拉第笼的作用是基于电荷进入导体时分布在其表面,而内部保持中性这一事实。事实上,由导电材料组成的整个电池是单个导体,其“末端”获得相反的电荷。在这种情况下产生的电流会产生一个场,以补偿外部影响。这种结构内部的电场强度为零。

有趣的是,如果在单元格内部生成场,效果也会起作用。然而,在这种情况下,电荷分布在网格的内表面或其他导电平面上,不能穿透到外面。

在英语术语中,QF 听起来像“法拉第屏蔽”,即“法拉第屏蔽/屏幕”。这个概念很好地抓住了设备的本质,它就像一个屏蔽或保护屏幕,反射影响它的光线内容。

请记住,屏蔽效应仅适用于交变磁场。它不会干扰永久或弱交变磁场影响,例如地球的自然磁势。

要确定法拉第室是否会反射高频辐射,只需知道网格单元的大小(如果导电部分制成单元的形式)和影响波长的长度就足够了。如果第二个值大于第一个值,则该设计是有效的。

QF 效应的应用范围

法拉第发现的效应不仅具有科学意义,而且具有相当广泛的实际应用。法拉第笼最简单的例子可以在日常生活中找到,它几乎存在于每个厨房 - 它是一个微波炉。它的五个体壁由足够厚的钢板制成,在门的两层玻璃之间有一个金属层,上面有穿孔,可以更好地看到。

射频展位

射频舱是一个与电、磁和无线电辐射影响隔离的房间,通常是一个小区域。它的墙壁、地板和天花板都嵌入了高电导率网格,形成了一个封闭但外部不可见的笼子。

核磁共振室

医用 MRI 扫描仪等高精度设备需要小心保护免受外部电磁波的影响。最轻微的外部影响都会影响研究结果,因此 MRI 单元所在的房间是完全屏蔽的。

法拉第笼用他的手

实验室

在实验室研究中,为了获得准确的结果,不仅要使用先进的设备,而且要可靠地屏蔽它免受外部因素的影响,例如磁场和电场。

应该理解,不仅指来自特定源的定向辐射,还指经常存在于大气中的电磁噪声,尤其是在人口稠密的地区和附近。

具有 CF 效应的设备的定性屏蔽需要专门的设计计算和专业的安装。

防护服

已经为在触电概率高的地区工作的人们开发了特殊的防护服。它们的上层由含金属的织物制成,并通过绝缘材料与身体隔开。在暴露于残余静电或电流的情况下,电荷会沿着套件的外壳流下。

在高压线路上工作时,防护服是必不可少的。即使在断电时,由于电线长达数公里,它们仍会保持危险水平的静电荷。

在一个有趣的世界里

舞台上色彩缤纷的KF效果,非常壮观。在这种情况下,通常不是使用简单的笼子,而是使用看似失重的大网眼外壳,甚至是类似传统服装的特殊设计套装。在这种情况下,电流被尽可能有效地提供,例如通过特斯拉线圈或类似装置,它们从静电发生器产生电荷。

用自己的双手制作法拉第笼

在日常生活中,可能需要制作一个自制的笼子,以“隐藏”小工具免受各种波的作用,这些波可能会对敏感的电子“填充物”造成干扰。

这种结构的一个例子是以某种方式完成的胶合板盒。由于胶合板作为绝缘层,它必须完全清洁和干燥。你可以用自己的双手组装一个盒子,也可以拿一个现成的——主要的东西是在不使用钉子或其他金属紧固件的情况下组装的。组装分几个阶段进行:

  1. 食品箔根据胶合板壁或其坯料的大小分为几部分。
  2. 未来盒子的表面用箔纸从外面修剪。同时,它的亮面应朝外。
  3. 墙壁用透明胶带固定在里面,盒子底部放了几块电脑鼠标垫。
  4. 仔细检查,在盖子的关闭位置,箔层形成一个连续的外壳,没有丝毫缝隙和撕裂。

第二种变体假设您自己动手的法拉第笼的基础是一个金属罐(罐,盒子,盒子等),其中布置了纸板绝缘,相同的胶合板或其他材料。对于这种结构,盖的紧密配合条件与上述情况一样重要。

是否需要接地

对 CF 接地的必要性没有达成共识。大型结构和可能受到特别强大放电影响的结构必须接地。

接地绝对可以防止在异常情况下积累的强电荷可以“刺穿”空气环境并撞击附近的物体或人。

测试自制法拉第笼

要在实践中测试法拉第笼的原理,使用紧凑型电池供电的无线电接收器最为方便。应将其调至最大音量并调至可用的最强大的 FM 频道。如果单元工作,其中的无线电将静音。

如果听筒能听到一点声音,说明没有达到百分百的屏蔽,应该寻找导电层的缝隙。

手机也适用于测试自组装相机。一旦进入,它将停止接收基站信号,即当您呼叫它时,您会听到蜂窝运营商自动通知器的相应消息。

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