Ang napakatalino na siyentipiko at imbentor ng ika-19 na siglo, si Michael Faraday, ay kilala sa kanyang aktibong gawain sa kuryente, electromagnetic field at mga kaugnay na pisikal na phenomena. Ang isa sa mga pinaka makabuluhang pagtuklas ay isang proteksiyon na istraktura na tinatawag na Faraday cage. Sa ibaba ay mauunawaan natin kung ano ito at kung ano ang praktikal na halaga na kinakatawan ng imbensyon.
Nilalaman
Ano ang isang Faraday Cage
Ang Faraday cage ay isang kahon na may mga dingding na gawa sa isang mataas na conductive na metal. Ang disenyo ay hindi nangangailangan ng isang panlabas na koneksyon ng kapangyarihan, ngunit, bilang isang panuntunan, ay pinagbabatayan. Ang pisikal na epekto ng cell ay ipinahayag sa ilalim ng impluwensya ng isang panlabas na kadahilanan, na electromagnetic radiation.
Ang mga unang konstruksyon upang ipakita ang epekto ng kalasag ay mukhang isang ordinaryong cell, na nagbigay ng pangalan sa hindi pangkaraniwang bagay na ito.Sa katunayan, ang wire o butas-butas na mga dingding ng "kahon" ay maginhawa para sa visual na kontrol ng mga bagay o aparato na matatagpuan sa loob ng isang nakakulong na espasyo, ngunit madali silang mapalitan ng mga solid. Ang pangunahing bagay ay ang materyal ay kondaktibo.
Prinsipyo ng pagpapatakbo
Ang pagkilos ng hawla ng Faraday ay batay sa katotohanan na ang singil, kapag pumasok ito sa konduktor, ay ipinamamahagi sa ibabaw nito, habang ang loob ay nananatiling neutral. Sa katunayan, ang buong cell, na binubuo ng isang conductive na materyal, ay isang solong konduktor, ang "mga dulo" kung saan nakakuha ng kabaligtaran na singil. Ang nagreresultang electric current ay lumilikha ng isang patlang na nagbabayad para sa mga panlabas na impluwensya. Ang lakas ng electric field sa panloob na bahagi ng naturang istraktura ay zero.
Kapansin-pansin, kung ang patlang ay nabuo sa loob ng cell, kung gayon ang epekto ay gagana rin. Gayunpaman, sa sitwasyong ito, ang singil ay ipapamahagi sa ibabaw ng panloob na ibabaw ng grid o iba pang conductive plane at hindi makakapasok sa labas.
Sa terminolohiya sa Ingles, ang CF ay parang "Faraday shield", iyon ay, "Faraday shield / screen". Ang konseptong ito ay mahusay na naghahatid ng kakanyahan ng aparato, na, tulad ng isang kalasag o isang proteksiyon na screen, ay sumasalamin sa mga sinag na nakakaapekto sa mga nilalaman nito.
Dapat tandaan na ang epekto ng shielding ay gumagana lamang sa isang alternating magnetic field. Hindi ito nakakasagabal sa isang pare-pareho o bahagyang variable na magnetic effect, halimbawa, ang natural na magnetic potential ng Earth.
Upang matukoy kung ang silid ng Faraday ay magpapakita ng mataas na dalas ng radiation, sapat na malaman ang laki ng mga cell ng grid (kung ang conductive na bahagi ay ginawa sa anyo ng isang hawla) at ang haba ng daluyong ng kumikilos na alon.Ang pagtatayo ay epektibo kung ang pangalawang halaga ay mas malaki kaysa sa una.
Mga globo ng aplikasyon ng epekto ng CF
Ang epekto na natuklasan ng Faraday ay hindi lamang pang-agham na kahulugan, kundi pati na rin ang isang medyo malawak na praktikal na aplikasyon. Ang pinakasimpleng halimbawa ng isang hawla ng Faraday ay matatagpuan sa pang-araw-araw na buhay, naroroon ito sa halos anumang kusina - ito ay isang microwave oven. Ang limang dingding ng katawan nito ay gawa sa medyo makapal na bakal na mga plato, at sa pagitan ng dalawang patong ng salamin ng pinto ay may isang metal na layer na may mga butas-butas para sa mas mahusay na visibility.
RF cabin
Ang radio-frequency cabin ay isang silid na nakahiwalay sa mga epekto ng electrical, magnetic at radio emission, kadalasan ng isang maliit na lugar. Ang mga dingding, sahig at kisame nito ay nilagyan ng mataas na conductive grating na bumubuo ng sarado ngunit hindi nakikitang hawla.
Mga silid ng MRI
Ang mga high-precision na kagamitan tulad ng medical tomograph para sa magnetic resonance diagnostics ay nangangailangan ng maingat na proteksyon mula sa mga panlabas na electromagnetic wave. Ang pinakamaliit na impluwensya sa labas ay maaaring makaapekto sa resulta ng pag-aaral, kaya ang silid kung saan matatagpuan ang yunit ng MRI ay ganap na natatakpan.
Mga laboratoryo
Sa pananaliksik sa laboratoryo, upang makakuha ng tumpak na mga resulta, mahalaga hindi lamang ang paggamit ng mga advanced na kagamitan, kundi pati na rin ang mapagkakatiwalaang protektahan ito mula sa mga panlabas na kadahilanan tulad ng magnetic at electric field.
Dapat itong maunawaan na ito ay tumutukoy hindi lamang sa itinuro na radiation mula sa mga partikular na mapagkukunan, kundi pati na rin sa electromagnetic na ingay na patuloy na naroroon sa kapaligiran, lalo na sa mga populated na lugar at sa kanilang paligid.
Para sa mataas na kalidad na shielding ng kagamitan na may CF effect, kinakailangan ang mga espesyal na kalkulasyon sa disenyo at propesyonal na pag-install.
Mga Kasuotang Pang-proteksyon
Para sa mga taong nagtatrabaho sa mga lugar na may mataas na posibilidad ng electric shock, ang mga espesyal na suit ay binuo. Ang kanilang itaas na layer ay gawa sa tela na naglalaman ng metal at pinaghihiwalay mula sa katawan ng isang insulating material. Sa kaganapan ng natitirang static o electric current, ang singil ay dumadaloy pababa sa panlabas na shell ng kit.
Ang proteksiyon na damit ay kailangang-kailangan kapag nagtatrabaho sa mga linyang may mataas na boltahe. Kahit na de-energized, nananatili ang isang mapanganib na antas ng static charge dahil sa maraming kilometro ng mga kable ng kuryente.
Sa mundo ng entertainment
Ang CF effect, makulay na ipinapakita sa entablado, ay napakaganda. Sa kasong ito, hindi isang simpleng hawla ang madalas na ginagamit, ngunit isang tila walang timbang na shell na gawa sa magaspang na mesh, o kahit isang espesyal na dinisenyo na suit na kahawig ng mga ordinaryong damit. Sa kasong ito, ang kasalukuyang ay ibinibigay nang epektibo hangga't maaari, halimbawa, gamit ang Tesla coils o mga katulad na device na lumilikha ng singil mula sa isang electrostatic generator.
Paggawa ng Faraday cage gamit ang iyong sariling mga kamay
Sa pang-araw-araw na buhay, maaaring kailanganin ang paggawa ng isang gawang bahay na CF upang "itago" ang mga gadget mula sa pagkilos ng iba't ibang mga alon na maaaring magdulot ng mga kaguluhan sa sensitibong elektronikong "pagpupuno".
Ang isang halimbawa ng gayong disenyo ay isang plywood box na natapos sa isang tiyak na paraan. Dahil ang playwud ay gumaganap bilang isang insulating layer, dapat itong ganap na malinis at tuyo. Maaari mong tipunin ang kahon gamit ang iyong sariling mga kamay o ihanda ito - ang pangunahing bagay ay na ito ay tipunin nang walang paggamit ng mga kuko o iba pang mga metal na pangkabit. Ang pagpupulong ay isinasagawa sa maraming yugto:
- Ang foil ng pagkain ay nahahati sa mga segment, ayon sa laki ng mga dingding ng playwud o ang kanilang mga blangko.
- Ang mga ibabaw ng hinaharap na kahon ay pinutol ng foil mula sa labas. Sa kasong ito, ang makintab na bahagi nito ay dapat na lumiko palabas.
- Ang mga dingding ay nakakabit mula sa loob gamit ang adhesive tape, at ang isang pares ng mouse pad ay inilalagay sa ilalim ng kahon.
- Maingat na sinuri na sa saradong posisyon ng talukap ng mata, ang layer ng foil ay bumubuo ng isang tuluy-tuloy na shell, nang walang kaunting mga puwang at mga break.
Ipinapalagay ng pangalawang opsyon na ang isang do-it-yourself na tangke ng metal (pan, kahon, kahon, atbp.) ay nagsisilbing batayan ng Faraday cage, sa loob kung saan ang pagkakabukod ay gawa sa karton, parehong playwud o iba pang materyal. Ang kondisyon ng isang snug fit ng takip para sa disenyo na ito ay hindi gaanong mahalaga kaysa sa inilarawan sa itaas.
Kailangan ko bang gumawa ng grounding
Walang pinagkasunduan sa pangangailangan para sa saligan ng CF. Ito ay ipinag-uutos na i-ground ang mga malalaking istraktura at ang mga maaaring maapektuhan ng isang partikular na malakas na paglabas ng kuryente.
Ang grounding, siyempre, ay nagpoprotekta laban sa mga sitwasyong pang-emergency kapag ang naipon na malakas na singil ay maaaring "makalusot" sa hangin at tumama sa isang kalapit na bagay o tao.
Pagsubok sa isang Homemade Faraday Cage
Upang subukan ang prinsipyo ng Faraday cage sa pagsasanay, ito ay pinaka-maginhawang gumamit ng isang compact na pinapagana ng baterya na radyo. Dapat itong i-on sa maximum na volume at nakatutok sa pinakamalakas na FM channel na magagamit. Kung gumagana ang cell, tatahimik ang radyo sa loob nito.
Kung ang receiver ay hindi bababa sa kaunti, ngunit naririnig, nangangahulugan ito na ang isang daang porsyento na screening ay hindi makakamit, at ang mga puwang sa conductive layer ay dapat hanapin.
Angkop para sa pagsubok ng self-assembled camera at mobile phone. Kapag nasa loob, hihinto ito sa pagtanggap ng mga signal mula sa mga base station, ibig sabihin, kapag tinawag mo ito, maririnig mo ang kaukulang mensahe mula sa awtomatikong impormante ng mobile operator.
Mga katulad na artikulo:
