faradėjaus narvas

Fizinis

2022

Mes paaiškiname, kas yra Faradėjaus narvas, jo istorija, kaip jis veikia ir kaip jis pastatytas. Taip pat pavyzdžiai iš kasdienybės.

Daugelis stogų veikia kaip Faradėjaus narvas, izoliuojantis vidų nuo elektros.

Kas yra Faradėjaus narvas?

Faradėjaus narvas yra konteineris, išklotas medžiagomis elektros laidininkai (pvz., metalinės plokštės arba tinklelis), kuris veikia kaip skydas nuo a elektrinis laukas atkeliauja is uzsienio.

Daugelis elementų, kuriuos naudojame kasdieniame gyvenime, taiko Faradėjaus narvelio principą, pavyzdžiui: kabeliai, mikrobangų krosnelės, automobiliai ir lėktuvai. Jo forma ir dydis gali skirtis, taip pat medžiagos, kuriomis jis yra padengtas.

Faradėjaus narvo istorija

1836 m. Michaelas Faradėjus atliko eksperimentus, kurie leido jam sukurti izoliacinį narvą.

Faradėjaus narvas pavadintas jo išradėjo, britų fiziko Michaelo Faradėjaus (1791–1867), vardu, kuris pastebėjo, kad laidžios medžiagos elektros iškrovos poveikis pasireiškia tik išorėje. Atrodė, kad tai rodo, kad laidininko krūviai buvo paskirstyti taip, kad panaikintų vidinius elektrinius laukus.

Norėdamas tai įrodyti, 1836 m. Faradėjus kambario sienas uždengė aliuminio lakštais. Naudodamas elektrostatinį generatorių, jis panaudojo didelius iškrovimus Įtampa už minėto kambario ribų. Ir su elektroskopu (prietaisu, kuris aptinka buvimą elektros krūviai kūne) galėjo patikrinti, ar patalpos viduje elektrinis laukas buvo lygus nuliui.

Dėl šio ir daugelio kitų eksperimentų Faradėjus užima svarbią vietą tarp tų mokslininkų, kurie leido elektros turėti praktinį panaudojimą, kurį žinome šiandien.

Kaip veikia Faradėjaus narvas?

Kai elektrinis laukas veikia aliuminiu arba metaliniu tinkleliu padengtą talpyklą, talpykla veikia kaip poliarizuotas elektros laidininkas.

Poliarizuotas laidininkas teigiamai įkraunamas ta kryptimi, kuria juda išorinis elektromagnetinis laukas, ir tuo pačiu metu jis įkraunamas neigiamai priešinga kryptimi, generuodamas elektrinį lauką, kurio dydis yra lygus, bet priešingas buvusiam elektromagnetiniam laukui. taikomos.

Abiejų laukų suma minėtame konteineryje arba Faradėjaus narve bus lygi nuliui. Tai yra, laidžios medžiagos, esant išoriniams elektriniams laukams, savo krūvius savo paviršiuje visada išdėsto taip, kad vidinis elektrinis laukas būtų lygus nuliui.

Kaip pasidaryti Faradėjaus narvą?

Visiškai apvyniojus telefoną aliuminiu, jo signalas blokuojamas.

Faradėjaus narvelį pasidaryti paprasta: reikia tik tam tikros erdvės uždarymą laidžioje medžiagoje. Reikalingos medžiagos yra gana prieinamos: metaliniai ekranai, aliuminio folija, dėžės ar net plieninė šiukšliadėžė.

Prieš tęsdami, turime atsižvelgti į šiuos dalykus:

  • Jei ketiname naudoti vielinį tinklelį arba groteles (pvz., naudojamas vištidėse), skylės tame laidininke turi būti mažesnės nei ilgio signalas turi būti blokuojamas.
  • Vidinė erdvė turi būti visiškai izoliuota, be įtrūkimų.
  • Naudojamo laido storis priklausys nuo blokuojamo dažnio.

Yra daug būdų, kaip padaryti Faradėjaus narvą, tačiau atlikdami šį paprastą eksperimentą galime patikrinti jam būdingą ekranavimo efektą:

  • Padarykite cilindrą su metaliniu tinkleliu ir aliuminio platforma.
  • Padėkite suderintą radiją ant platformos, tada ant platformos pritvirtinkite vielos tinklo cilindrą. Iš karto pastebėsite, kaip nutrūksta radijo perdavimas. Elektromagnetines bangas, kurias turėtų priimti radijas, nutraukia tinklelio išdėstymas.
  • Paimkite du mobiliuosius telefonus ir patikrinkite, ar jie gali be vargo skambinti ir priimti skambučius. Tada apvyniokite vieną iš telefonų į aliuminio folijos lakštą. Skambinant šiuo telefonu pastebėsite, kad signalas užblokuotas.

Faradėjaus narvo pavyzdžiai

Principą, pagal kurį veikia Faradėjaus narvai, galima pastebėti daugelyje kasdienio gyvenimo pavyzdžių:

  • Pastebėję, kad mūsų mobilieji telefonai neveikia lifte ar pastato viduje iš metalinių grotelių, susiduriame su Faradėjaus narvo principo apraiška.
  • Mūsų mikrobangų krosnelėse yra Faradėjaus narveliai, kad būtų išvengta jų atsiradimo bangos pabėgti į užsienį ir turėti tam tikrą žalingą poveikį mūsų Sveikata.
  • Specialūs aukštos įtampos linijas remontuojančių elektros technikų kostiumai.
  • Vairuojant automobilį per perkūniją rekomenduojama likti transporto priemonės viduje, nes žaibo akivaizdoje jos kūnai veiks kaip Faradėjaus narvas.
  • Taip pat ant MRT laboratorijų, kuriose atliekami magnetinio rezonanso tomografijos, sienų dedamos metalinės folijos arba tinkleliai, kad bangos nepabėgtų ir apsaugotų operatorių sveikatą.
  • Kibernetinės atakos sukūrė didelę pasiūlą Produktai slopinti galimų įsilaužėlių siunčiamas elektromagnetines bangas. Įvairūs Verslas Jie siūlo priedus, kad mūsų įrenginiai būtų nematomi belaidžio ryšio srityje: užvalkalus automobilio raktams, kuprinėms, vokams, piniginėms ar portfeliams, pagamintus Faradėjaus narvelio principu.
!-- GDPR -->