XIX gadsimta ģeniālais zinātnieks un izgudrotājs Maikls Faradejs ir pazīstams ar savu aktīvo darbu ar elektrību, elektromagnētisko lauku un saistītajām fizikālajām parādībām. Viens no viņa nozīmīgākajiem atklājumiem bija aizsargkonstrukcija, ko sauca par Faradeja būri. Turpmāk mēs aplūkosim, kas tas ir un kāda ir izgudrojuma praktiskā vērtība.
Saturs
Kas ir Faradeja būris
Faradeja būris ir kaste ar sienām no ļoti labi vadoša metāla. Konstrukcijai nav nepieciešams ārējs strāvas pieslēgums, bet tā parasti ir iezemēta. Fizikālā ietekme uz būrīti rodas, kad tas tiek pakļauts ārējam faktoram, kas ir elektromagnētiskais starojums.
Pirmajām konstrukcijām, kas demonstrēja ekranēšanas efektu, bija parasta būrīša izskats, kas arī deva šim fenomenam nosaukumu. Faktiski "kastes" stiepļu vai perforētās sienas ir ērtas priekšmetu vai ierīču vizuālai pārbaudei slēgtā telpā, taču tās var viegli aizstāt ar cietām sienām. Galvenais ir tas, ka materiālam jābūt vadošam.
Darbības princips
Faradeja būra darbības pamatā ir fakts, ka lādiņš sadalās uz vadītāja virsmas, bet iekšpusē tas paliek neitrāls. Patiesībā visa šūna, kas sastāv no vadoša materiāla, ir vienots vadītājs, kura "gali" iegūst pretēju lādiņu. Šajā gadījumā elektriskā strāva rada lauku, kas kompensē ārējo ietekmi. Elektriskā lauka intensitāte šādas struktūras iekšpusē ir nulle.
Interesanti, ka efekts darbojas arī tad, ja lauks tiek radīts šūnas iekšienē. Tomēr šajā gadījumā lādiņš tiks sadalīts uz tīkla vai citas vadošas plaknes iekšējās virsmas un nevarēs iekļūt ārpusē.
Angļu valodā lietotajā terminoloģijā QF sauc par "Faradeja vairogu", t.i., "Faradeja vairogu/ekrānu". Šis jēdziens labi atspoguļo ierīces būtību, kas, līdzīgi kā vairogs vai aizsargekrāns, atstaro starus, kas ietekmē tās saturu.
Jāatceras, ka ekranēšanas efekts darbojas tikai ar mainīgu magnētisko lauku. Tas netraucē pastāvīgām vai vāji mainīgām magnētiskām ietekmēm, piemēram, Zemes dabiskajam magnētiskajam potenciālam.
Lai noteiktu, vai Faradeja kamera atstaros augstfrekvences starojumu, pietiek zināt acs izmēru (ja vadošā daļa ir izgatavota kā būris) un ietekmējošā viļņa garumu. Dizains ir efektīvs, ja otrā vērtība ir lielāka par pirmo.
QF efekta piemērošanas jomas
Faradeja atklātajam efektam ir ne tikai zinātniska nozīme, bet arī diezgan plašs praktisks pielietojums. Vienkāršākais Faradeja būrīša piemērs ir sastopams ikdienā; tas ir gandrīz katrā virtuvē - tā ir mikroviļņu krāsns. Tās piecas sienas ir izgatavotas no biezām tērauda plāksnēm, un starp abiem stikla slāņiem durvīs ir metāla slānis ar perforētiem caurumiem labākai redzamībai.
Radiofrekvences kabīne
RF kabīne ir no elektriskā, magnētiskā un radiācijas starojuma izolēta telpa, parasti nelielā platībā. Tās sienas, grīda un griesti ir aprīkoti ar ļoti vadošām restēm, kas veido slēgtu, bet no ārpuses neredzamu būri.
Magnētiskās rezonanses telpas
Ļoti precīzām iekārtām, piemēram, medicīniskajam magnētiskās rezonanses skenerim, nepieciešama rūpīga aizsardzība pret ārējiem elektromagnētiskajiem viļņiem. Mazākā ārējā ietekme var ietekmēt izmeklējuma rezultātus, tāpēc telpa, kurā atrodas magnētiskās rezonanses aparāts, ir pilnībā ekranēta.
Laboratorijas
Lai iegūtu precīzus rezultātus, laboratorijas testos ir svarīgi ne tikai izmantot modernu aprīkojumu, bet arī droši pasargāt to no ārējām ietekmēm, piemēram, magnētiskā un elektriskā lauka.
Jāsaprot, ka runa nav tikai par konkrētu avotu virzītu starojumu, bet arī par elektromagnētisko troksni, kas pastāvīgi atrodas atmosfērā, jo īpaši apdzīvotās vietās un to tuvumā.
Iekārtu ar CF efektu kvalitatīvai ekranēšanai ir nepieciešami īpaši konstrukcijas aprēķini un profesionāla uzstādīšana.
Aizsargtērpi
Ir izstrādāti īpaši tērpi cilvēkiem, kas strādā vietās ar augstu elektrošoka risku. To augšējais slānis ir izgatavots no metālu saturoša auduma un no korpusa atdalīts ar izolācijas materiālu. Statiskās vai elektriskās strāvas iedarbības gadījumā pa komplekta ārējo apvalku plūst lādiņš.
Strādājot pie augstsprieguma līnijām, ir nepieciešams aizsargapģērbs. Pat tad, kad tie ir atvienoti no strāvas, tajos saglabājas bīstams statiskā lādiņa līmenis, jo elektrības vadi ir daudzu kilometru garumā.
Jautrā pasaulē
KF efekts, kas uz skatuves ir krāsains, ir ļoti iespaidīgs. Bieži vien tiek izmantots vienkāršs būris, bet drīzāk šķietami bezsvara apvalks no rupja sieta vai pat īpaši konstruēts kostīms, kas atgādina parastu apģērbu. Šajā gadījumā strāvu pievada pēc iespējas efektīvāk, piemēram, ar Teslas spolēm vai līdzīgām ierīcēm, kas rada lādiņu no elektrostatiskā ģeneratora.
Faradeja būra izgatavošana pašu rokām
Ikdienā, lai "paslēptu" sīkrīkus no dažādu viļņu iedarbības, kas var radīt traucējumus jutīgajā elektroniskajā "pildījumā", var būt nepieciešams izgatavot paštaisītu būri.
Šādas konstrukcijas piemērs ir saplākšņa kaste, kas apstrādāta noteiktā veidā. Tā kā saplāksnis kalpo kā izolācijas slānis, tam jābūt pilnīgi tīram un sausam. Jūs varat samontēt kastīti pats vai pasūtīt to jau gatavu, ja vien tā ir samontēta, neizmantojot naglas vai citus metāla stiprinājumus. Montāža jāveic vairākos posmos:
- Pārtikas folija tiek sadalīta segmentos atbilstoši saplākšņa sieniņu vai to sagatavju izmēram.
- Nākotnes kastes virsmas no ārpuses ir izklātas ar foliju. Folijas spīdīgajai pusei jābūt vērstai uz āru.
- Salīmējiet sienas kopā no iekšpuses un kastes apakšā ievietojiet pāris datora peles paliktņus.
- Rūpīgi pārbaudiet, vai, aizverot vāku, folijas slānis veido viengabalainu apvalku bez mazākās spraugas vai plīsumiem.
Otrais variants paredz, ka Faradeja būra pamats ar savām rokām ir metāla tvertne (katls, kaste, kaste u. c.), kuras iekšpusē ir izvietota kartona izolācija, tas pats saplāksnis vai cits materiāls. Šai konstrukcijai, tāpat kā iepriekš aprakstītajai, ir tikpat svarīgi, lai vāks cieši pieguļ.
Vai man ir jāizveido zemējuma savienojums?
Nav vienprātības par to, vai CF ir jābūt iezemētam. Lielas konstrukcijas un konstrukcijas, kuras var ietekmēt īpaši spēcīgi elektriskie triecieni, vienmēr ir jāierīko ar zemējumu.
Zemējums noteikti pasargā no neparastām situācijām, kad uzkrājies spēcīgs lādiņš var "izlauzties cauri" gaisam un trāpīt tuvumā esošam priekšmetam vai cilvēkam.
Pašdarināta Faradeja būra testēšana
Lai praksē pārbaudītu Faradeja būra darbības principu, vislabāk ir izmantot kompaktu ar akumulatoru darbināmu radiouztvērēju. Tam jābūt maksimāli ieslēgtam un iestatītam uz spēcīgāko pieejamo FM kanālu. Ja šūna darbojas, tajā esošais radio klusē.
Ja uztvērējs ir pat nedaudz dzirdams, tas nozīmē, ka nav sasniegts 100% ekranējums, un jums jāmeklē spraugas vadošajā slānī.
Arī mobilais tālrunis ir piemērots, lai pārbaudītu paškonstruētu kameru. Iekļūstot tajā, tas pārtrauks uztvert bāzes stacijas signālus, un tas nozīmē, ka, kad tam piezvanīsiet, dzirdēsiet atbilstošu ziņu no mobilo sakaru operatora automātiskā informatora.
Saistītie raksti:
