Ilmuwan jenius dan penemu abad ke-19 Michael Faraday dikenal karena karya aktifnya dengan listrik, medan elektromagnetik, dan fenomena fisik terkait. Salah satu penemuannya yang signifikan adalah struktur pelindung yang disebut sangkar Faraday. Di bawah ini, mari kita periksa apa itu dan nilai praktis apa yang diwakili oleh penemuan ini.
Isi
Apa itu sangkar Faraday
Sangkar Faraday adalah sebuah kotak dengan dinding logam yang dapat menghantarkan listrik dengan baik. Desainnya tidak memerlukan sambungan daya eksternal, tetapi biasanya diarde. Efek fisik kandang dimanifestasikan ketika terkena faktor eksternal, yaitu radiasi elektromagnetik.
Konstruksi pertama yang mendemonstrasikan efek perisai memiliki penampilan kandang biasa, yang memberi nama fenomena tersebut. Faktanya, kawat atau dinding berlubang dari "kotak" nyaman untuk kontrol visual objek atau perangkat di dalam ruang tertutup, tetapi mereka dapat dengan mudah diganti dengan yang solid. Yang utama adalah bahannya harus konduktif.
Prinsip tindakan
Tindakan sangkar Faraday didasarkan pada kenyataan bahwa muatan ketika memasuki konduktor didistribusikan di permukaannya, sedangkan bagian dalam tetap netral. Faktanya, seluruh sel, yang terdiri dari bahan konduktif adalah konduktor tunggal, yang "ujungnya" memperoleh muatan yang berlawanan. Arus listrik yang timbul dalam hal ini menciptakan medan, yang mengkompensasi dampak eksternal. Kekuatan medan listrik di bagian internal struktur seperti itu adalah nol.
Menariknya, jika bidang dihasilkan di dalam sel, efeknya juga berfungsi. Namun, dalam hal ini, muatan didistribusikan pada permukaan bagian dalam mesh atau bidang konduktif lainnya dan tidak dapat menembus ke luar.
Dalam terminologi berbahasa Inggris, QF terdengar seperti "perisai Faraday," yaitu, "perisai/layar Faraday. Konsep ini menangkap dengan baik esensi perangkat, yang, seperti perisai atau layar pelindung, memantulkan sinar yang mempengaruhinya. isi.
Perlu diingat bahwa efek perisai hanya bekerja pada medan magnet bolak-balik. Itu tidak mengganggu pengaruh magnet permanen atau bolak-balik yang lemah, seperti potensi magnet alami Bumi.
Untuk menentukan apakah ruang Faraday akan memantulkan radiasi frekuensi tinggi, cukup mengetahui ukuran sel grid (jika bagian penghantar dibuat dalam bentuk sel) dan panjang gelombang yang mempengaruhi. Desain efektif jika nilai kedua lebih besar dari yang pertama.
Lingkup penerapan efek QF
Efek yang ditemukan oleh Faraday tidak hanya memiliki makna ilmiah, tetapi juga aplikasi praktis yang cukup luas. Contoh paling sederhana dari sangkar Faraday dapat ditemukan dalam kehidupan sehari-hari, ada di hampir setiap dapur - ini adalah oven microwave.Kelima dinding bodinya terbuat dari pelat baja yang cukup tebal, dan di antara dua lapisan kaca pintu terdapat lapisan logam dengan lubang perforasi untuk visibilitas yang lebih baik.
Gerai RF
Kabin frekuensi radio adalah ruangan yang terisolasi dari efek listrik, magnet dan radiasi radio, biasanya area kecil. Dinding, lantai, dan langit-langitnya disematkan dengan kisi-kisi konduktivitas tinggi yang membentuk sangkar tertutup tetapi tidak terlihat secara eksternal.
ruang MRI
Peralatan presisi tinggi seperti pemindai MRI medis memerlukan perlindungan yang cermat dari gelombang elektromagnetik eksternal. Pengaruh luar sekecil apa pun dapat mempengaruhi hasil penelitian, sehingga ruangan tempat unit MRI berada benar-benar terlindung.
Laboratorium
Dalam penelitian laboratorium, untuk mendapatkan hasil yang akurat, penting tidak hanya menggunakan peralatan canggih, tetapi juga melindunginya secara andal dari faktor eksternal, seperti medan magnet dan listrik.
Harus dipahami bahwa tidak hanya radiasi terarah dari sumber tertentu yang dimaksudkan, tetapi juga suara elektromagnetik yang selalu ada di atmosfer, terutama di dalam dan di dekat daerah berpenduduk.
Pelindung kualitatif peralatan dengan efek CF memerlukan perhitungan desain khusus dan pemasangan profesional.
Pakaian pelindung
Setelan khusus telah dikembangkan untuk orang yang bekerja di area dengan kemungkinan tersengat listrik yang tinggi. Lapisan atas mereka terbuat dari kain yang mengandung logam dan dipisahkan dari tubuh dengan bahan isolasi. Jika terkena sisa arus statis atau listrik, muatan mengalir ke bawah jaket luar kit.
Pakaian pelindung sangat diperlukan saat bekerja di saluran tegangan tinggi. Bahkan ketika tidak diberi energi, mereka mempertahankan tingkat muatan statis yang berbahaya karena banyaknya kilometer kabel listrik.
Di dunia yang menyenangkan
Efek KF, yang didesain dengan warna-warni di atas panggung, sangat spektakuler.Dalam hal ini, seringkali bukan sangkar sederhana yang digunakan, tetapi cangkang jala besar yang tampaknya tidak berbobot atau bahkan setelan yang dirancang khusus yang menyerupai pakaian konvensional. Dalam hal ini arus disuplai seefektif mungkin, misalnya melalui kumparan Tesla atau perangkat serupa, yang menghasilkan muatan dari generator elektrostatik.
Membuat sangkar Faraday dengan tangan Anda sendiri
Dalam kehidupan sehari-hari, membuat sangkar buatan sendiri mungkin diperlukan untuk "menyembunyikan" gadget dari aksi berbagai gelombang yang dapat menyebabkan gangguan pada "isian" elektronik yang sensitif.
Contoh konstruksi seperti itu adalah kotak kayu lapis yang telah selesai dengan cara tertentu. Karena kayu lapis bertindak sebagai lapisan isolasi, kayu lapis harus benar-benar bersih dan kering. Anda dapat merakit kotak dengan tangan Anda sendiri atau mengambil yang sudah jadi - hal utama yang dirakit tanpa menggunakan paku atau pengencang logam lainnya. Perakitan dilakukan dalam beberapa tahap:
- Foil makanan dibagi menjadi beberapa bagian, sesuai dengan ukuran dinding kayu lapis atau bagian yang kosong.
- Permukaan kotak masa depan dipangkas dengan foil dari luar. Pada saat yang sama sisi mengkilapnya harus diputar ke luar.
- Dindingnya diikat di dalam dengan selotip, dan beberapa alas untuk mouse komputer diletakkan di bagian bawah kotak.
- Periksa dengan hati-hati bahwa dalam posisi tertutup tutupnya, lapisan foil membentuk cangkang kontinu, tanpa celah dan sobekan sedikit pun.
Varian kedua mengasumsikan bahwa dasar sangkar Faraday dengan tangan Anda sendiri adalah tangki logam (panci, kotak, kotak, dll.), Di dalamnya diatur insulasi karton, kayu lapis yang sama atau bahan lain. Kondisi tutup yang rapat untuk struktur ini tidak kalah pentingnya dengan yang dijelaskan di atas.
Apakah perlu melakukan pembumian?
Tidak ada konsensus tentang perlunya membumikan CF.Struktur besar dan yang dapat dipengaruhi oleh pelepasan listrik yang sangat kuat harus dibumikan.
Pembumian pasti melindungi terhadap situasi abnormal di mana akumulasi muatan kuat dapat "menusuk" lingkungan udara dan menyerang benda atau orang terdekat.
Menguji kandang Faraday buatan sendiri
Untuk menguji prinsip sangkar Faraday dalam praktiknya, akan lebih mudah untuk menggunakan penerima radio kompak yang dioperasikan dengan baterai. Itu harus dinaikkan ke volume maksimum dan disetel ke saluran FM paling kuat yang tersedia. Jika sel bekerja, radio di dalamnya akan diam.
Jika Anda dapat mendengar penerima bahkan sedikit, itu berarti perisai seratus persen tidak tercapai, dan Anda harus mencari celah di lapisan konduktif.
Ponsel juga cocok untuk menguji kamera rakitan sendiri. Begitu masuk, itu akan berhenti menerima sinyal stasiun pangkalan, yaitu, ketika Anda memanggilnya, Anda akan mendengar pesan yang sesuai dari pemberi informasi otomatis operator seluler.
Artikel terkait:
