Hva er et Faraday-bur?

Tilbake i 1836 opprettet den engelske fysikeren og oppfinneren Michael Faraday en spesiell enhet for skjerming av utstyr mot elektromagnetisk stråling. Denne enheten er relevant i dag, og bærer som tidligere navnet på en forsker. Det handler om Faraday-buret.

Denne enheten er et beskyttende bur laget av meget ledende metall, og som regel jordet. Prinsippet for drift av denne enkle enheten er også ganske enkelt:

Når et eksternt elektrisk felt virker på cellen, kommer de frie elektronene i metallets celle i bevegelse, og de motsatte sidene av strukturen lades slik at deres felt kompenserer for det eksterne elektriske feltet.

Dette kan sjekkes i et enkelt eksperiment med to elektroskop og et Faraday-bur som er ladet fra en høyspenningskilde: et elektroskop festet til den indre overflaten av et Faraday-messingbur og plassert inne i det vil ikke vise tilstedeværelsen av en elektrisk ladning, og et elektroskop koblet eksternt vil vise.

Et konstant magnetfelt, i motsetning til et elektrisk felt, vil trenge inn i cellen uten hindring. Siden det vekslende elektriske feltet som genererer det vekslende magnetfeltet, er imidlertid skjermet av cellen, trenger ikke det vekslende magnetfeltet inn i cellen, da det rett og slett ikke har tid til å oppstå. Av denne grunn beskytter Faraday-buret sitt indre rom, og gjenstandene i det, ikke bare fra det elektriske feltet, men også mot virkningen av eksterne elektromagnetiske bølger.

Hvis vi tar hensyn til høye frekvenser, vil elektromagnetiske bølger med høy frekvens (sammenliknet med størrelsen på cellen til cellenettet) delvis reflektere fra cellen, og vil ganske enkelt bare dø ut i tykkelsen på metallet, indusere virvelstrømmer i den og til slutt spre seg i formen for varme.

Ikke desto mindre er effektiviteten av silfunksjonen til et Faraday-bur tilknyttet følgende parametere: med dybden på overflatelaget (hudlaget), med tykkelsen på metallets celle, og med størrelsen på åpningen med hensyn til bølgelengden til den ytre strålingen, fra hvilken skjerming er nødvendig. For skjerming av kabler brukes Faraday-bur med ledere av en struktur laget av godt ledende materialer. Cellestørrelsen, for effektiv drift av Faraday-buret, må nødvendigvis være mye mindre enn bølgelengden til den screenede strålingen.

En type Faraday-bur alle kan møte i mikrobølgeovn. På mikrobølgeovnsdøren er det et metallnett, hvis celler er ganske små i forhold til bølgelengden skapt av magnetron. Mikrobølgeovnen fungerer med en frekvens på 2450 MHz, og bølgelengden her er litt mer enn 12 cm. Det er tydeligvis at rutenettet på mikrobølgedøren lett beskytter denne strålingen og forhindrer at den går utenfor.

Rollen til resten av cellen i mikrobølgeovnen spilles av metallkammeret der den oppvarmede maten er lokalisert. Forresten, hvis du setter en mobiltelefon i mikrobølgeovnen (av!), Vil den være utenfor nettverksdekningsområdet, siden GSM-standard mobiltelefonbølger er enda lengre enn bølgene som genereres av mikrobølgemagnetron.

Det er metalldrakter som fungerer etter prinsippet om et individuelt Faraday-bur, laget av rustfritt stål og kobberfibre. Slike kostymer brukes av installatører av høyspentledninger, fordi selv en frakoblet linje, mange kilometer lang, akkumulerer en farlig mengde statisk ladning på seg selv. En drakt beskytter en person mot elektrisk støt.

Slike beskyttelsessett basert på sølvduk beskytter elektrikere mot de skadelige effektene av det elektromagnetiske feltet til høyspenningsinstallasjoner, der den elektriske komponenten er veldig høy. Slike sett er ifølge produsentene designet for å beskytte:

• fra eksponering for et elektrisk felt med industriell frekvens;

• fra effekten av forspenningsstrøm forårsaket av et vekslende elektromagnetisk felt;

• fra eksponering for intens elektromagnetisk stråling som oppstår fra et utslipp mellom kontaktene til frakoblingselementene;

• fra elektrisk støt når du berører jordede eller isolerte gjenstander, deler av utstyret, så vel som gress og små busker;

• fra elektriske skader når de utsettes for indusert eller trinnspenning.

Settene skaper et lukket skjermet rom rundt kroppen til en person kledd i en drakt, unntatt enhver penetrering av det elektriske feltet inne. Alle elementene i settene er laget av elektrisk ledende materialer og er sammenkoblet av kanaler med økt ledningsevne og elektrisk ledende kontaktledninger. Takket være slike drakter blir menneskekroppen skiftet, og sikker drenering av strømmer av elektrostatisk eller kapasitiv karakter er sikret.

elskere Tesla-spiraler bruk også kostymer som ligner individuelle Faraday-bur. Strømmen flyter ganske enkelt nedover overflaten av drakten til de ledende delene med mindre motstand, uten å forårsake skade på personen som deltar i showet.

Som du ser, brukes Faraday-buret i dag hvor det er mye. Høyspent elektriske installasjoner er omsluttet i Faraday-bur, Faraday-bur brukes i showet. Endelig er all produksjon forbundet med farlig mikrobølgeovn og annen elektromagnetisk stråling ikke komplett uten hele verksteder og rom innkapslet i Faraday-bur.

Vi håper at denne artikkelen var nyttig for deg, og nå forstår du hvor viktig en enkel utseende enhet som ligner en vanlig boks med netting kan være. Tross alt beskytter Faraday Cage i forskjellige bruksområder ikke bare en rekke utstyr som er følsomme for elektriske felt og stråling, men beskytter også folks helse ved å forhindre kreft, og mange andre sykdommer som kan være forårsaket av overdreven eksponering for elektromagnetisk stråling på en levende organisme.