19वीं शताब्दी के प्रतिभाशाली वैज्ञानिक और आविष्कारक माइकल फैराडे बिजली, विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र और संबंधित भौतिक घटनाओं के साथ अपने सक्रिय कार्य के लिए जाने जाते हैं। उनकी महत्वपूर्ण खोजों में से एक फैराडे पिंजरे नामक एक सुरक्षात्मक संरचना थी। नीचे, आइए देखें कि यह क्या है और आविष्कार किस व्यावहारिक मूल्य का प्रतिनिधित्व करता है।
अंतर्वस्तु
फैराडे पिंजरा क्या है
एक फैराडे पिंजरे एक अच्छी तरह से प्रवाहकीय धातु की दीवारों के साथ एक बॉक्स है। डिज़ाइन को बाहरी बिजली कनेक्शन की आवश्यकता नहीं होती है, लेकिन आमतौर पर इसे ग्राउंड किया जाता है। पिंजरे का भौतिक प्रभाव बाहरी कारक के संपर्क में आने पर प्रकट होता है, जो विद्युत चुम्बकीय विकिरण है।
परिरक्षण प्रभाव को प्रदर्शित करने वाले पहले निर्माणों में एक साधारण पिंजरे की उपस्थिति थी, जिसने इस घटना को अपना नाम दिया। वास्तव में, "बॉक्स" की तार या छिद्रित दीवारें एक संलग्न स्थान के अंदर वस्तुओं या उपकरणों के दृश्य नियंत्रण के लिए सुविधाजनक हैं, लेकिन उन्हें आसानी से ठोस वाले से बदला जा सकता है। मुख्य बात यह है कि सामग्री प्रवाहकीय होनी चाहिए।
कार्रवाई का सिद्धांत
फैराडे पिंजरे की कार्रवाई इस तथ्य पर आधारित है कि जब यह कंडक्टर में प्रवेश करता है तो चार्ज इसकी सतह पर वितरित किया जाता है, जबकि अंदर तटस्थ रहता है। वास्तव में, एक प्रवाहकीय सामग्री से युक्त संपूर्ण सेल एक एकल कंडक्टर होता है, जिसके "सिरों" पर विपरीत चार्ज होता है। इस मामले में उत्पन्न होने वाली विद्युत धारा एक क्षेत्र बनाती है, जो बाहरी प्रभाव की भरपाई करती है। ऐसी संरचना के आंतरिक भाग में विद्युत क्षेत्र की शक्ति शून्य होती है।
दिलचस्प बात यह है कि यदि क्षेत्र सेल के अंदर उत्पन्न होता है, तो प्रभाव भी काम करता है। हालांकि, इस मामले में, चार्ज जाल या अन्य प्रवाहकीय विमान की आंतरिक सतह पर वितरित किया जाता है और बाहर प्रवेश नहीं कर सकता है।
अंग्रेजी बोलने वाली शब्दावली में, एक क्यूएफ एक "फैराडे शील्ड" की तरह लगता है, जो कि "फैराडे शील्ड/स्क्रीन" है। यह अवधारणा डिवाइस के सार को अच्छी तरह से पकड़ लेती है, जो एक ढाल या सुरक्षात्मक स्क्रीन की तरह, इसके प्रभाव को प्रभावित करने वाली किरणों को दर्शाती है सामग्री।
ध्यान रखें कि परिरक्षण प्रभाव केवल एक वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र पर काम करता है। यह स्थायी या कमजोर रूप से वैकल्पिक चुंबकीय प्रभावों में हस्तक्षेप नहीं करता है, जैसे कि पृथ्वी की प्राकृतिक चुंबकीय क्षमता।
यह निर्धारित करने के लिए कि क्या फैराडे कक्ष उच्च-आवृत्ति विकिरण को प्रतिबिंबित करेगा, यह ग्रिड कोशिकाओं के आकार (यदि संवाहक भाग को सेल के रूप में बनाया गया है) और प्रभावित तरंग दैर्ध्य की लंबाई जानने के लिए पर्याप्त है। डिज़ाइन प्रभावी है यदि दूसरा मान पहले से अधिक है।
क्यूएफ प्रभाव के आवेदन के क्षेत्र
फैराडे द्वारा खोजे गए प्रभाव का न केवल वैज्ञानिक अर्थ है, बल्कि काफी व्यापक व्यावहारिक अनुप्रयोग भी है। फैराडे पिंजरे का सबसे सरल उदाहरण रोजमर्रा की जिंदगी में पाया जा सकता है, यह लगभग हर रसोई में मौजूद है - यह एक माइक्रोवेव ओवन है।इसकी पांच शरीर की दीवारें पर्याप्त रूप से मोटी स्टील की प्लेटों से बनी हैं, और दरवाजे के कांच की दो परतों के बीच बेहतर दृश्यता के लिए वेध छेद के साथ एक धातु की परत होती है।
आरएफ बूथ
रेडियोफ्रीक्वेंसी केबिन विद्युत, चुंबकीय और रेडियो विकिरण के प्रभाव से पृथक एक कमरा है, आमतौर पर एक छोटा क्षेत्र। इसकी दीवारें, फर्श और छत उच्च चालकता ग्रिड के साथ एम्बेडेड हैं जो एक संलग्न लेकिन बाहरी रूप से अदृश्य पिंजरे का निर्माण करते हैं।
एमआरआई कमरे
मेडिकल एमआरआई स्कैनर के रूप में इस तरह के उच्च-सटीक उपकरण को बाहरी विद्युत चुम्बकीय तरंगों से सावधानीपूर्वक सुरक्षा की आवश्यकता होती है। थोड़ा सा बाहरी प्रभाव अध्ययन के परिणामों को प्रभावित कर सकता है, इसलिए जिस कमरे में एमआरआई इकाई स्थित है वह पूरी तरह से परिरक्षित है।
प्रयोगशालाओं
प्रयोगशाला अनुसंधान में, सटीक परिणाम प्राप्त करने के लिए, न केवल उन्नत उपकरणों का उपयोग करना महत्वपूर्ण है, बल्कि चुंबकीय और विद्युत क्षेत्रों जैसे बाहरी कारकों से इसे मज़बूती से ढालना भी महत्वपूर्ण है।
यह समझा जाना चाहिए कि न केवल विशिष्ट स्रोतों से दिशात्मक विकिरण का मतलब है, बल्कि विद्युत चुम्बकीय शोर भी हैं जो लगातार वातावरण में मौजूद हैं, खासकर आबादी वाले क्षेत्रों में और आसपास।
सीएफ प्रभाव वाले उपकरणों के गुणात्मक परिरक्षण के लिए विशेष डिजाइन गणना और पेशेवर स्थापना की आवश्यकता होती है।
सुरक्षात्मक सूट
इलेक्ट्रोक्यूशन की उच्च संभावना वाले क्षेत्रों में काम करने वाले लोगों के लिए विशेष सूट विकसित किए गए हैं। उनकी ऊपरी परत धातु युक्त कपड़े से बनी होती है और इंसुलेटिंग सामग्री द्वारा शरीर से अलग की जाती है। अवशिष्ट स्थैतिक या विद्युत प्रवाह के संपर्क में आने की स्थिति में, चार्ज किट के बाहरी जैकेट से नीचे की ओर बहता है।
हाई-वोल्टेज लाइनों पर काम करते समय सुरक्षात्मक कपड़े अपरिहार्य हैं। डी-एनर्जीकृत होने पर भी, वे कई किलोमीटर बिजली के तारों के कारण स्थिर चार्ज के खतरनाक स्तर को बनाए रखते हैं।
मस्ती की दुनिया में
मंच पर रंगीन ढंग से डिजाइन किया गया KF इफेक्ट बहुत ही शानदार है।इस मामले में, अक्सर एक साधारण पिंजरे का उपयोग नहीं किया जाता है, लेकिन बड़े-जालीदार जाल या यहां तक कि पारंपरिक कपड़ों से मिलता-जुलता एक विशेष रूप से डिज़ाइन किया गया सूट का भारहीन खोल। इस मामले में वर्तमान को यथासंभव प्रभावी ढंग से आपूर्ति की जाती है, उदाहरण के लिए टेस्ला कॉइल या इसी तरह के उपकरणों के माध्यम से, जो इलेक्ट्रोस्टैटिक जनरेटर से चार्ज बनाते हैं।
अपने हाथों से फैराडे पिंजरा बनाना
रोजमर्रा की जिंदगी में, विभिन्न तरंगों की क्रिया से गैजेट्स को "छिपाने" के लिए घर का बना पिंजरा बनाना आवश्यक हो सकता है जो संवेदनशील इलेक्ट्रॉनिक "स्टफिंग" में गड़बड़ी पैदा कर सकता है।
इस तरह के निर्माण का एक उदाहरण एक प्लाईवुड बॉक्स है जिसे एक निश्चित तरीके से तैयार किया गया है। चूंकि प्लाईवुड एक इन्सुलेट परत के रूप में कार्य करता है, यह पूरी तरह से साफ और सूखा होना चाहिए। आप अपने हाथों से एक बॉक्स को इकट्ठा कर सकते हैं या तैयार ले सकते हैं - मुख्य बात यह है कि इसे नाखून या अन्य धातु फास्टनरों के उपयोग के बिना इकट्ठा किया गया था। विधानसभा कई चरणों में की जाती है:
- खाद्य पन्नी को प्लाईवुड की दीवारों या उनके रिक्त स्थान के आकार के अनुसार वर्गों में विभाजित किया गया है।
- भविष्य के बॉक्स की सतहों को बाहर से पन्नी के साथ छंटनी की जाती है। साथ ही इसके चमकदार हिस्से को बाहर की ओर कर देना चाहिए।
- दीवारों को स्कॉच टेप के साथ अंदर बांधा जाता है, और कंप्यूटर माउस के लिए कुछ मैट बॉक्स के निचले भाग पर लगाए जाते हैं।
- ध्यान से जांचें कि ढक्कन की बंद स्थिति में, पन्नी की परत एक निरंतर खोल बनाती है, बिना थोड़े अंतराल और आँसू के।
दूसरा संस्करण मानता है कि फैराडे पिंजरे का आधार अपने हाथों से एक धातु टैंक (बर्तन, बॉक्स, बॉक्स, आदि) है, जिसके अंदर कार्डबोर्ड, उसी प्लाईवुड या अन्य सामग्री का इन्सुलेशन व्यवस्थित है। इस संरचना के लिए ढक्कन के एक तंग फिट की स्थिति ऊपर वर्णित की तुलना में कम महत्वपूर्ण नहीं है।
क्या ग्राउंडिंग करना जरूरी है
सीएफ़ को आधार बनाने की आवश्यकता पर कोई सहमति नहीं है।बड़ी संरचनाएं और जो विशेष रूप से शक्तिशाली विद्युत निर्वहन से प्रभावित हो सकती हैं, उन्हें धरती पर रखा जाना चाहिए।
ग्राउंडिंग निश्चित रूप से असामान्य स्थितियों से बचाता है जहां एक संचित मजबूत चार्ज हवा के वातावरण को "पंचर" कर सकता है और पास की वस्तु या व्यक्ति पर प्रहार कर सकता है।
घर के बने फैराडे पिंजरे का परीक्षण
फैराडे केज के सिद्धांत का व्यवहार में परीक्षण करने के लिए, एक कॉम्पैक्ट बैटरी चालित रेडियो रिसीवर का उपयोग करना सबसे सुविधाजनक है। इसे अधिकतम वॉल्यूम तक चालू किया जाना चाहिए और उपलब्ध सबसे शक्तिशाली एफएम चैनल के लिए ट्यून किया जाना चाहिए। यदि सेल काम करता है, तो उसमें मौजूद रेडियो चुप हो जाएगा।
यदि आप रिसीवर को थोड़ा भी सुन सकते हैं, तो इसका मतलब है कि एक सौ प्रतिशत परिरक्षण प्राप्त नहीं हुआ है, और आपको प्रवाहकीय परत में अंतराल की तलाश करनी चाहिए।
एक सेल फोन एक स्व-इकट्ठे कैमरे के परीक्षण के लिए भी उपयुक्त है। एक बार अंदर जाने के बाद, यह बेस स्टेशन सिग्नल प्राप्त करना बंद कर देगा, यानी जब आप इस पर कॉल करेंगे तो आपको सेलुलर ऑपरेटर के स्वचालित मुखबिर का संबंधित संदेश सुनाई देगा।
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