Клетката на Фарадей го направи сама

Майкъл Фарадей е известен английски експериментален учен, който представи на света такива гениални изобретения като електромагнитната индукция производство на електроенергия, електромотор, трансформатор и много други устройства, които използваме досега.

Но днес ще разкажем за устройството, което той е изобретил в средата на 19-ти век. Това е така наречената клетка Фарадей.

Устройството се основава на способността на електроните в затворена електрически проводима черупка, когато влезе в електрическото поле, за да придобие такса, която компенсира ефектите на външните полета. По този начин, клетъчните стени предпазват пространството от излагане на външно електромагнитно излъчване.

Такава клетка на Фарадей може дори да предпази човек от електрически разряд. Но в обратен ред, радиацията, генерирана вътре в клетката на Фарадей, няма да излезе, ако го направите вътре в проводящия слой. Затова, например, ние сме защитени от въздействието на радиация от микровълнова фурна, когато сме близо до нея по време на нейната работа.

Защо това устройство се нарича клетка?

Защото първата Експерименти на Фарадей прекарал го е с метална клетка. Дори и днес индустриалните дизайни са изработени и изглеждат като метална клетка, изработена от материали, които са добре проводящи на електричество. Неговата ефективност и мощност зависят от дебелината на материала, от който е направен, и от съотношението на размера на отвора към дължината на вълната на действащото външно поле.

Фарадеева клетка - принцип на действие

Всичко гениално е просто! Самият принцип на действие на това устройство е много прост - когато Фарадеева клетка е засегната от електрическо поле, свободните електрони вътре в материала, от който е направено, започват да се движат, събирайки се по определен начин. В резултат на това, противоположните стени на клетката получават заряди с обратен ред, създавайки ново поле, което има обратна посока спрямо външната. Това ново поле компенсира ефектите на външно електромагнитно поле, което означава, че вътре в клетката няма електрически шум или електрическо поле.

Този метод на отражение или екраниране работи само когато е изложен на електрически полета и променливи магнитни полета, които се генерират от тях. Защитете от статично магнитно поле това устройство не може.

За какво е?

Той се използва главно в промишлеността за защита на оборудването от излагане на нежелано електромагнитно излъчване. Например при инсталиране на медицински скенери. Много често се използва в лаборатории, където е необходимо да се извършват високо прецизни измервания и да се намалят ефектите на електромагнитния шум. В промишлена употреба обикновено привличат професионалисти, които могат правилно да изчислят всички параметри на клетката.

В ежедневието свойствата на това изобретение най-често се препоръчват да се използват за защита на различни електронни устройства (мобилни телефони, таблети и др.) От повреда от електромагнитно излъчване или импулс (вълна). Тази вълна може да бъде причинена ядрена експлозия или някакво природно явление например мига на слънце.

Някои дори построяват къщи за себе си, които са „Фарадееви клетки“, за да се предпазят напълно от възможното влияние на електромагнитното излъчване. Пример за такава къща, която виждате на снимката по-горе. В жилището на собственика му ще може точно да оцелее всеки катаклизъм. Тази тема е особено популярна сред хора, които се страхуват от всякакъв вид радиация и тяхното въздействие върху здравето, както и сред онези, които вярват в глобална катастрофа и се готвят за оцеляване след нея.

Фарадеева клетка - как да направим импровизирани средства?

Най-простият вариант за правенето на Фарадеева клетка със собствените си ръце може да бъде всеки обект с херметичен калъф, електропроводим външен слой и слой, който не провежда електричество вътре.

Такъв предмет може да бъде буквално всеки домакински предмет, който може да бъде затворен. Формата може да бъде много различна: кутия, цилиндър, сфера - като цяло, нищо. Интериорът трябва да бъде направен от всякакъв материал, който не прекарва електричество: картон, хартия, дърво, пластмаса и т.н. и обвитите му външни части с проводящ слой (например фолио). Дори ако просто увийте устройството във фолио - това ще бъде най-простата клетка на Фарадей, изработена със собствените си ръце.

Обърнете внимание! Най-ефективни са домашно приготвени клетки, изработени от дървени рамки с медни или алуминиеви решетки. Ако решите да поставите клетката на Фарадей от вече завършен метален предмет, тогава се уверете, че капакът и кутията имат добър контакт, което осигурява надеждна защита срещу проникване на радиация вътре. А също така, че обектът е изработен от поцинкован метал.

Тази клетка на Фарадей (представена снимка) е направена от обикновена дървена кутия.

Можете също така да направите клетка Фарадей от обикновен метален резервоар за отпадъци, метална кутия или неемайлирана кофа с капак, само чрез поставяне на вътрешността на картона.

Такава стара кутия с инструменти може да бъде отлична основа за това устройство.

Може ли клетка да има дупки?

Ако тези отвори са относително малки спрямо дължината на вълната, тогава да, може да има дупки. Например, за вълна в 1 GHz дължина на вълната е 0,3 m в свободно пространство, така че ако дупката в клетката е по-малка от тази стойност, всичко е в ред! Затова често изграждайте клетки от мрежата.

Какво да правим с вратата?

Ако ще построите голяма клетка с врата или пролуки между капака и основата, тогава е възможно леко проникване на електромагнитно излъчване в клетката. Ето защо, най-добре е да се използва лента или материал, който провежда електричество и затваря шева за ставите от този вид.

Какво може да се използва от импровизирани средства?

Разрешено е да използвате всичко, което виждате в дома си, ако е направено от проводящи материали. Има много примери:

• Метални контейнери за боклук;
• кофи;
• кутии;
• кутия;
• микровълнови корпуси и др.

Трябва ли да заземля структурата?

Все още няма консенсус по въпроса дали да се заземи клетката на Фарадей или не.

Но това зависи от много фактори - размер, къде и за какво ще се използва, и т.н. Но общите правила са следните: не е необходимо да заземявате малки структури, но за големите е необходимо да го правите.

В голяма клетка може да възникне електромагнитно излъчване, което може да навреди на човек, ако случайно докосне работно устройство. Докато в една малка клетка радиацията е малка.

Ето защо, преди да помислите върху дизайна, внимателно прегледайте препоръките за заземяване.

Как да проверим работата на клетката на Фарадей?

Можете да поставите вътре работно радио с някакъв силен FM канал. Ако след затварянето на клетката все още чувате радиото, то тогава не е плътно затворено.

Или можете да поставите мобилен телефон вътре и да се опитате да го извикате. Ако телефонът е извън обхват, тогава клетката работи добре.

Така че сега знаете какво е това, какво ви трябва и как да направите клетка Фарадей със собствените си ръце. Когато купувате завършена клетка или решавате да я направите сами, уверете се, че размерът отговаря на вашите нужди и можете да поставите в него всичко, което искате. Дали е необходимо да се провеждат научни експерименти или да се предпазва електрониката от въздействието на електромагнитното излъчване не е толкова важно. Винаги можете лесно да направите собствената си Фарадеева клетка от импровизирана.