天才科學家和 19 世紀的發明家邁克爾·法拉第以其對電、電磁場和相關物理現象的積極研究而聞名。他的一項重大發現是一種稱為法拉第籠的保護結構。下面,讓我們來看看它是什麼,以及該發明所代表的實用價值。
內容
什麼是法拉第籠
法拉第籠是一個帶有導電金屬壁的盒子。該設計不需要外部電源連接,但通常接地。籠子的物理效應在暴露於外部因素即電磁輻射時表現出來。
展示屏蔽效果的第一個結構具有普通籠子的外觀,這就是該現象的名稱。事實上,“盒子”的金屬絲或穿孔壁便於對封閉空間內的物體或設備進行視覺控制,但它們可以很容易地被實體替換。最主要的是材料應該是導電的。
作用原理
法拉第籠的作用是基於電荷進入導體時分佈在其表面,而內部保持中性這一事實。事實上,由導電材料組成的整個電池是單個導體,其“末端”獲得相反的電荷。在這種情況下產生的電流會產生一個場,以補償外部影響。這種結構內部的電場強度為零。
有趣的是,如果在單元格內部生成場,效果也會起作用。然而,在這種情況下,電荷分佈在網格的內表面或其他導電平面上,不能穿透到外面。
在英語術語中,QF 聽起來像“法拉第屏蔽”,即“法拉第屏蔽/屏幕”。這個概念很好地抓住了設備的本質,它就像一個屏蔽或保護屏幕,反射影響它的光線內容。
請記住,屏蔽效應僅適用於交變磁場。它不會干擾永久或弱交變磁場影響,例如地球的自然磁勢。
要確定法拉第室是否會反射高頻輻射,只需知道網格單元的大小(如果導電部分製成單元的形式)和影響波長的長度就足夠了。如果第二個值大於第一個值,則該設計是有效的。
QF 效應的應用範圍
法拉第發現的效應不僅具有科學意義,而且具有相當廣泛的實際應用。法拉第籠最簡單的例子可以在日常生活中找到,它幾乎存在於每個廚房 - 它是一個微波爐。它的五個體壁由足夠厚的鋼板製成,在門的兩層玻璃之間有一層金屬層,上面有穿孔,可以更好地看到。
射頻展位
射頻艙是一個與電、磁和無線電輻射影響隔離的房間,通常是一個小區域。它的牆壁、地板和天花板都嵌入了高電導率網格,形成了一個封閉但外部不可見的籠子。
核磁共振室
醫用 MRI 掃描儀等高精度設備需要小心保護免受外部電磁波的影響。最輕微的外部影響都會影響研究結果,因此 MRI 單元所在的房間是完全屏蔽的。
實驗室
在實驗室研究中,為了獲得準確的結果,不僅要使用先進的設備,而且要可靠地屏蔽它免受外部因素的影響,例如磁場和電場。
應該理解,不僅是指來自特定源的定向輻射,還包括經常存在於大氣中的電磁噪聲,尤其是在人口稠密的地區和附近。
具有 CF 效應的設備的定性屏蔽需要專門的設計計算和專業的安裝。
防護服
已經為在觸電概率高的地區工作的人們開發了特殊的防護服。它們的上層由含金屬的織物製成,並通過絕緣材料與身體隔開。在暴露於殘余靜電或電流的情況下,電荷會沿著套件的外殼流下。
在高壓線路上工作時,防護服是必不可少的。即使在斷電時,由於電線長達數公里,它們仍會保持危險水平的靜電荷。
在一個有趣的世界裡
舞台上色彩繽紛的KF效果,非常壯觀。在這種情況下,通常不是使用簡單的籠子,而是使用看似失重的大網眼外殼,甚至是類似傳統服裝的特殊設計套裝。在這種情況下,電流被盡可能有效地提供,例如通過特斯拉線圈或類似裝置,它們從靜電發生器產生電荷。
用自己的雙手製作法拉第籠
在日常生活中,可能需要製作一個自製的籠子,以“隱藏”小工具免受各種波的作用,這些波可能會對敏感的電子“填充物”造成乾擾。
這種結構的一個例子是以某種方式完成的膠合板盒。由於膠合板作為絕緣層,它必須完全清潔和乾燥。你可以用自己的雙手組裝一個盒子,也可以拿一個現成的——主要的東西是在不使用釘子或其他金屬緊固件的情況下組裝的。組裝分幾個階段進行:
- 食品箔根據膠合板壁或其坯料的大小分為幾部分。
- 未來盒子的表面用箔紙從外面修剪。同時,它的亮面應朝外。
- 牆壁用透明膠帶固定在裡面,盒子底部放了幾塊電腦鼠標墊。
- 仔細檢查,在蓋子的關閉位置,箔層形成一個連續的外殼,沒有絲毫縫隙和撕裂。
第二種變體假設您自己動手的法拉第籠的基礎是一個金屬罐(罐,盒子,盒子等),其中佈置了紙板絕緣,相同的膠合板或其他材料。對於這種結構,蓋的緊密配合條件與上述情況一樣重要。
是否需要接地
對 CF 接地的必要性沒有達成共識。大型結構和可能受到特別強大放電影響的結構必須接地。
接地絕對可以防止在異常情況下積累的強電荷可以“刺穿”空氣環境並撞擊附近的物體或人。
測試自製法拉第籠
要在實踐中測試法拉第籠的原理,使用緊湊型電池供電的無線電接收器最為方便。應將其調至最大音量並調至可用的最強大的 FM 頻道。如果單元工作,其中的無線電將靜音。
如果聽筒能聽到一點聲音,說明沒有達到百分百的屏蔽,應該尋找導電層的縫隙。
手機也適用於測試自組裝相機。一旦進入,它將停止接收基站信號,即當您呼叫它時,您會聽到蜂窩運營商自動通知器的相應消息。
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