천재 과학자이자 19세기 발명가인 Michael Faraday는 전기, 전자기장 및 관련 물리적 현상에 대한 활발한 연구로 유명합니다. 그의 중요한 발견 중 하나는 패러데이 케이지(Faraday cage)라는 보호 구조였습니다. 이하에서는 그것이 무엇이며, 발명이 나타내는 실질적인 가치는 무엇인지 살펴보기로 한다.
내용물
패러데이 케이지 란 무엇입니까?
패러데이 케이지는 전도성이 좋은 금속 벽으로 된 상자입니다. 설계에는 외부 전원 연결이 필요하지 않지만 일반적으로 접지됩니다. 케이지의 물리적 효과는 전자기 복사라는 외부 요인에 노출될 때 나타납니다.
차폐 효과를 입증한 최초의 구조물은 일반 케이지 모양을 하고 있어 이 현상에 이름을 붙였습니다. 실제로 "상자"의 철사 또는 구멍이 뚫린 벽은 밀폐된 공간 내부의 물체나 장치를 시각적으로 제어하는 데 편리하지만 단단한 것으로 쉽게 교체할 수 있습니다. 가장 중요한 것은 재료가 전도성이어야한다는 것입니다.
행동의 원리
패러데이 케이지의 동작은 도체에 들어갈 때 전하가 표면에 분포되어 있는 반면 내부는 중성을 유지한다는 사실에 기반합니다. 사실, 전도성 물질로 구성된 전체 셀은 단일 전도체이며 "끝"은 반대 전하를 얻습니다. 이 경우 발생하는 전류는 외부 충격을 보상하는 필드를 생성합니다. 이러한 구조의 내부 부분의 전계 강도는 0입니다.
흥미롭게도 필드가 셀 내부에서 생성되면 효과도 작동합니다. 그러나 이 경우 전하는 메쉬 또는 기타 전도성 평면의 내부 표면에 분포되어 외부로 침투할 수 없습니다.
영어권 용어에서 QF는 "패러데이 실드", 즉 "패러데이 실드/스크린"처럼 들립니다. 이 개념은 실드 또는 보호 스크린과 같이 장치에 영향을 미치는 광선을 반사하는 장치의 본질을 잘 포착합니다. 내용물.
차폐 효과는 교류 자기장에서만 작동합니다. 그것은 지구의 자연적 잠재력과 같은 영구적이거나 약하게 교번하는 자기 영향을 방해하지 않습니다.
패러데이 챔버가 고주파 방사선을 반사할지 여부를 결정하려면 그리드 셀의 크기(전도부가 셀 형태로 만들어진 경우)와 영향을 미치는 파장의 길이를 아는 것으로 충분합니다. 두 번째 값이 첫 번째 값보다 크면 설계가 유효합니다.
QF 효과 적용 분야
패러데이가 발견한 효과는 과학적 의미뿐만 아니라 상당히 광범위한 실제 적용을 가지고 있습니다. 패러데이 케이지의 가장 간단한 예는 일상 생활에서 찾을 수 있으며 거의 모든 주방에 있습니다. 전자 레인지입니다.5개의 몸체 벽은 충분히 두꺼운 강철판으로 만들어졌으며 도어의 두 층의 유리 사이에는 더 나은 가시성을 위해 천공 구멍이 있는 금속 층이 있습니다.
RF 부스
무선 주파수 캐빈은 일반적으로 작은 영역인 전기, 자기 및 무선 복사의 영향으로부터 격리된 방입니다. 벽, 바닥 및 천장에는 폐쇄형이지만 외부에서는 보이지 않는 케이지를 형성하는 높은 전도성 그리드가 내장되어 있습니다.
MRI실
의료용 MRI 스캐너와 같은 고정밀 장비는 외부 전자파로부터 세심한 보호가 필요합니다. 아주 작은 외부 영향이 연구 결과에 영향을 줄 수 있으므로 MRI 장치가 있는 방은 완전히 차폐됩니다.
실험실
실험실 연구에서 정확한 결과를 얻으려면 첨단 장비를 사용하는 것뿐만 아니라 자기장 및 전기장과 같은 외부 요인으로부터 안정적으로 보호하는 것이 중요합니다.
특정 소스에서 나오는 방향성 복사뿐만 아니라 대기, 특히 인구 밀집 지역과 그 근처에 지속적으로 존재하는 전자기 노이즈도 의미한다는 점을 이해해야 합니다.
CF 효과가 있는 장비를 정성적으로 차폐하려면 전문적인 설계 계산과 전문적인 설치가 필요합니다.
보호복
감전사 가능성이 높은 지역에서 일하는 사람들을 위해 특수 보호복이 개발되었습니다. 그들의 상층은 금속 함유 직물로 만들어지며 절연 물질로 몸체와 분리됩니다. 잔류 정전기 또는 전류에 노출되는 경우 전하가 키트의 외부 재킷을 따라 흐릅니다.
고압선에서 작업할 때는 보호복이 필수입니다. 전원이 차단된 경우에도 수 킬로미터의 전선으로 인해 위험한 수준의 정전기를 유지합니다.
재미있는 세상에서
무대 위에서 형형색색으로 디자인된 KF 효과는 매우 장관이다.이 경우 종종 단순한 케이지가 사용되지 않고 겉보기에 무거워 보이는 큰 메쉬 메쉬의 껍질이나 기존의 의류와 유사한 특수 설계된 수트가 사용됩니다. 이 경우 전류는 예를 들어 정전기 발생기에서 전하를 생성하는 Tesla 코일 또는 유사한 장치를 통해 가능한 한 효과적으로 공급됩니다.
자신의 손으로 패러데이 케이지 만들기
일상 생활에서 민감한 전자 "채우기"에 교란을 일으킬 수 있는 다양한 파도의 작용으로부터 가제트를 "숨기기" 위해 수제 새장을 만드는 것이 필요할 수 있습니다.
이러한 구조의 예는 특정 방식으로 완성된 합판 상자입니다. 합판은 단열층 역할을 하므로 완벽하게 깨끗하고 건조해야 합니다. 자신의 손으로 상자를 조립하거나 기성품을 가져갈 수 있습니다. 못이나 다른 금속 패스너를 사용하지 않고 조립한 주요 것입니다. 조립은 여러 단계로 수행됩니다.
- 식품 호일은 합판 벽 또는 블랭크의 크기에 따라 섹션으로 나뉩니다.
- 미래 상자의 표면은 외부에서 호일로 잘립니다. 동시에 반짝이는 면이 바깥쪽으로 향해야 합니다.
- 벽은 스카치 테이프로 내부를 고정하고 상자 바닥에는 컴퓨터 마우스용 매트가 몇 개 놓여 있습니다.
- 뚜껑의 닫힌 위치에서 호일 층이 약간의 틈과 찢어짐 없이 연속적인 껍질을 형성하는지 주의 깊게 확인하십시오.
두 번째 변형은 자신의 손으로 패러데이 케이지의 기초가 판지, 동일한 합판 또는 기타 재료의 단열재가 배열 된 금속 탱크 (냄비, 상자, 상자 등)라고 가정합니다. 이 구조에 대한 뚜껑의 꽉 끼는 상태는 위에서 설명한 것보다 덜 중요하지 않습니다.
접지를 할 필요가 있습니까?
CF를 접지해야 할 필요성에 대한 합의가 없습니다.대형 구조물 및 특히 강력한 방전의 영향을 받을 수 있는 구조물은 접지해야 합니다.
접지는 축적된 강한 전하가 대기 환경을 "천공"하고 근처의 물체나 사람을 칠 수 있는 비정상적인 상황으로부터 확실히 보호합니다.
수제 패러데이 케이지 테스트
패러데이 케이지의 원리를 실제로 테스트하려면 배터리로 작동되는 소형 무선 수신기를 사용하는 것이 가장 편리합니다. 최대 볼륨으로 설정하고 사용 가능한 가장 강력한 FM 채널로 조정해야 합니다. 셀이 작동하면 그 안의 라디오가 조용해집니다.
수신기의 소리가 조금이라도 들리면 100% 차폐가 이루어지지 않은 것이므로 전도층에 틈이 있는지 확인해야 합니다.
휴대 전화는 자체 조립 카메라 테스트에도 적합합니다. 내부에 들어가면 기지국 신호 수신이 중단됩니다.
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