Geniaalne teadlane ja 19. sajandi leiutaja Michael Faraday on tuntud oma aktiivse töö eest elektri, elektromagnetvälja ja sellega seotud füüsikaliste nähtustega. Üks tema olulisi avastusi oli kaitsekonstruktsioon, mida nimetatakse Faraday puuriks. Allpool uurime, mis see on ja millist praktilist väärtust leiutis esindab.
Sisu
Mis on Faraday puur
Faraday puur on hästi juhtivast metallist seintega kast. Disain ei vaja välist toiteühendust, kuid on tavaliselt maandatud. Puuri füüsiline toime avaldub siis, kui see puutub kokku välisteguriga, milleks on elektromagnetkiirgus.
Esimesed konstruktsioonid, mis demonstreerisid varjestusefekti, nägid välja tavalise puuri, mis andis nähtusele oma nime. Tegelikult on "kasti" traat või perforeeritud seinad mugavad suletud ruumis olevate objektide või seadmete visuaalseks juhtimiseks, kuid neid saab hõlpsasti asendada tahketega. Peaasi, et materjal oleks juhtiv.
Tegevuse põhimõte
Faraday puuri tegevus põhineb asjaolul, et juhti sisenedes jaotub laeng selle pinnale, samas kui sisemus jääb neutraalseks. Tegelikult on kogu juhtivast materjalist koosnev rakk üks juht, mille "otsad" omandavad vastupidise laengu. Sel juhul tekkiv elektrivool tekitab välja, mis kompenseerib välismõju. Elektrivälja tugevus sellise konstruktsiooni siseosas on null.
Huvitav on see, et kui väli genereeritakse lahtri sees, siis mõju ka töötab. Kuid sel juhul jaotub laeng võrgu või muu juhtiva tasapinna sisepinnale ega saa tungida väljapoole.
Ingliskeelses terminoloogias kõlab QF nagu "Faraday kilp", see tähendab "Faraday kilp/ekraan. See kontseptsioon kajastab hästi seadme olemust, mis, nagu kilp või kaitseekraan, peegeldab selle kiirteid, mis mõjutavad seda. sisu.
Pidage meeles, et varjestusefekt toimib ainult vahelduva magnetvälja korral. See ei sega püsivaid või nõrgalt vahelduvaid magnetilisi mõjusid, näiteks Maa loomulikku magnetpotentsiaali.
Et teha kindlaks, kas Faraday kamber peegeldab kõrgsageduslikku kiirgust, piisab, kui on teada võre rakkude suurus (kui juhtiv osa on tehtud raku kujul) ja mõjutava lainepikkuse pikkus. Disain on efektiivne, kui teine väärtus on suurem kui esimene.
QF-efekti rakendusvaldkonnad
Faraday avastatud efektil pole mitte ainult teaduslikku tähendust, vaid ka üsna laia praktilist rakendust. Lihtsaima Faraday puuri näite võib leida igapäevaelus, see on peaaegu igas köögis olemas - see on mikrolaineahi.Selle viis korpuse seina on valmistatud piisavalt paksudest terasplaatidest ning ukse kahe klaasikihi vahel on parema nähtavuse tagamiseks perforatsiooniavadega metallikiht.
RF-kabiin
Raadiosageduskabiin on elektri-, magnet- ja raadiokiirguse mõjust isoleeritud ruum, tavaliselt väike ala. Selle seinad, põrand ja lagi on kaetud kõrge juhtivusega võredega, mis moodustavad kinnise, kuid väliselt nähtamatu puuri.
MRI ruumid
Sellised ülitäpsed seadmed nagu meditsiiniline MRI skanner nõuavad hoolikat kaitset väliste elektromagnetlainete eest. Väikseimgi välismõju võib uuringu tulemusi mõjutada, nii et ruum, kus MRI seade asub, on täielikult varjestatud.
Laborid
Laboratoorsetes uuringutes on täpsete tulemuste saamiseks oluline mitte ainult täiustatud seadmete kasutamine, vaid ka nende usaldusväärne kaitsmine välistegurite, näiteks magnet- ja elektriväljade eest.
Tuleb mõista, et siin ei mõelda mitte ainult konkreetsetest allikatest lähtuvat suundkiirgust, vaid ka elektromagnetilist müra, mis on pidevalt atmosfääris, eriti asustatud piirkondades ja nende läheduses.
Seadmete kvalitatiivne varjestus CF-efektiga nõuab spetsiaalseid projekteerimisarvutusi ja professionaalset paigaldust.
Kaitseülikonnad
Spetsiaalsed ülikonnad on välja töötatud inimestele, kes töötavad piirkondades, kus on suur elektrilöögi tõenäosus. Nende pealmine kiht on valmistatud metalli sisaldavast kangast ja eraldatud korpusest isolatsioonimaterjaliga. Staatilise jääkvoolu või elektrivooluga kokkupuute korral voolab laeng alla komplekti väliskesta.
Kaitseriietus on kõrgepingeliinidel töötamisel asendamatu. Isegi pingevabalt säilitavad need elektrijuhtmete arvukuse tõttu ohtlikul tasemel staatilise laengu.
Lõbusas maailmas
Laval värvikalt kujundatud KF-efekt on väga suurejooneline.Sel juhul ei kasutata sageli mitte lihtsat puuri, vaid pealtnäha kaalutut suure silmaga võrgust kesta või isegi spetsiaalselt disainitud tavariietust meenutavat ülikonda. Sel juhul antakse voolu võimalikult tõhusalt, näiteks Tesla poolide või sarnaste seadmete abil, mis tekitavad elektrostaatilisest generaatorist laengu.
Faraday puuri valmistamine oma kätega
Igapäevaelus võib omatehtud puuri valmistamine osutuda vajalikuks, et "varjata" vidinaid erinevate lainete eest, mis võivad põhjustada häireid tundlikus elektroonilises "täidises".
Sellise konstruktsiooni näiteks on vineerkast, mis on teatud viisil viimistletud. Kuna vineer toimib isolatsioonikihina, peab see olema täiesti puhas ja kuiv. Saate kasti kokku panna oma kätega või võtta valmis - peaasi, et see oleks kokku pandud ilma naelu või muid metallist kinnitusvahendeid kasutamata. Kokkupanek toimub mitmes etapis:
- Toidufoolium jaotatakse sektsioonideks, vastavalt vineerist seinte või nende toorikute suurusele.
- Tulevase kasti pinnad on väljastpoolt kaetud fooliumiga. Samal ajal tuleks selle läikiv pool pöörata väljapoole.
- Seinad on seest kinnitatud teibiga ning kasti põhja on pandud paar matti arvutihiire jaoks.
- Kontrollige hoolikalt, et kaane suletud asendis moodustaks fooliumikiht pideva kesta, ilma vähimate vahede ja rebenemisteta.
Teine variant eeldab, et oma kätega Faraday puuri aluseks on metallist paak (pott, kast, kast jne), mille sisse on paigutatud papist, samast vineerist või muust materjalist isolatsioon. Selle konstruktsiooni kaane tiheda kinnituse tingimus ei ole vähem oluline kui ülalkirjeldatu puhul.
Kas on vaja teha maandus
Puudub üksmeel CF maandamise vajaduses.Suured konstruktsioonid ja need, mida võib mõjutada eriti võimas elektrilahendus, tuleb maandada.
Maandus kaitseb kindlasti ebanormaalsete olukordade eest, kus kogunenud tugev laeng võib õhukeskkonda "läbistada" ja tabada lähedalasuvat eset või inimest.
Omatehtud Faraday puuri katsetamine
Faraday puuri põhimõtte praktikas testimiseks on kõige mugavam kasutada kompaktset patareitoitega raadiovastuvõtjat. See tuleks keerata maksimaalsele helitugevusele ja häälestada võimsaimale saadaolevale FM-kanalile. Kui rakk töötab, vaikib selles olev raadio.
Kui vastuvõtjat on vähegi kuulda, tähendab see, et sajaprotsendilist varjestust ei saavutata ja peaksite otsima juhtivast kihist tühimikke.
Mobiiltelefon sobib ka ise kokkupandud kaamera testimiseks. Kui see on sees, lõpetab see tugijaama signaalide vastuvõtmise, see tähendab, et sellele helistades kuulete mobiilsideoperaatori automaatse informaatori vastavat teadet.
Seotud artiklid:
