faradeja būris

Fizisks

2022

Mēs izskaidrojam, kas ir Faradeja būris, tā vēsturi, kā tas darbojas un kā tas ir uzbūvēts. Arī piemēri no ikdienas.

Daudzi jumti darbojas kā Faradeja būris, lai izolētu interjeru no elektrības.

Kas ir Faradeja būris?

Faradeja būris ir konteiners, kas izklāts ar materiāliem elektrības vadītāji (piemēram, metāla plāksnes vai siets), kas darbojas kā vairogs pret a elektriskais lauks nāk no ārzemēm.

Daudzi elementi, kurus mēs izmantojam ikdienā, izmanto Faradeja būra principu, piemēram: kabeļi, mikroviļņu krāsnis, automašīnas un lidmašīnas. Tās forma un izmērs var atšķirties, kā arī materiāli, ar kuriem tas ir pārklāts.

Faradeja būra vēsture

1836. gadā Maikls Faradejs veica eksperimentus, kas ļāva viņam uzbūvēt izolācijas būru.

Faradeja būris ir nosaukts tā izgudrotāja, britu fiziķa Maikla Faradeja (1791–1867) vārdā, kurš novēroja, ka vadošam materiālam elektriskās izlādes ietekme ir tikai ārpusē. Šķiet, ka tas norāda, ka vadītāja lādiņi tika sadalīti tā, lai izslēgtu iekšējos elektriskos laukus.

Lai to pierādītu, 1836. gadā Faradejs apklāja istabas sienas ar alumīnija loksnēm. Izmantojot elektrostatisko ģeneratoru, viņš veica augstas izlādes spriegums ārpus minētās telpas. Un ar elektroskopu (ierīci, kas nosaka klātbūtni elektriskie lādiņi ķermenī) varēja pārbaudīt, vai telpā elektriskais lauks ir nulle.

Pateicoties šim un daudziem citiem eksperimentiem, Faradejs ieņem ievērojamu vietu starp tiem zinātniekiem, kuri ļāva elektrība ir praktiski lietojams, ko mēs zinām šodien.

Kā darbojas Faradeja būris?

Ja tvertnei, kas ir pārklāta ar alumīnija vai metāla sietu, tiek piemērots elektriskais lauks, tvertne darbojas kā polarizēts elektrības vadītājs.

Polarizēts vadītājs kļūst pozitīvi uzlādēts virzienā, kurā pārvietojas ārējais elektromagnētiskais lauks, un tajā pašā laikā tas kļūst negatīvi lādēts pretējā virzienā, radot elektrisko lauku, kas ir vienāds ar lielumu, bet pretējs elektromagnētiskajam laukam piemērots.

Abu lauku summa minētajā konteinerā vai Faradeja būrī būs vienāda ar nulli. Tas ir, vadošie materiāli ārējo elektrisko lauku klātbūtnē vienmēr sakārto savus lādiņus uz to virsmas tā, lai iekšējais elektriskais lauks būtu nulle.

Kā izveidot Faradeja būru?

Pilnībā iesaiņojot tālruni alumīnijā, tā signāls tiks bloķēts.

Faradeja būra izgatavošana ir vienkārša: tas ietver tikai noteiktas vietas norobežošanu vadošā materiālā. Nepieciešamie materiāli ir diezgan pieejami: metāla sieti, alumīnija folija, kastes vai pat tērauda atkritumu tvertne.

Pirms turpināt, mums jāņem vērā:

  • Ja mēs izmantosim stiepļu sietu vai režģus (piemēram, tos, ko izmanto vistu kūtīs), caurumiem šajā vadītājā jābūt mazākam par garums signāls tiks bloķēts.
  • Iekšējai telpai jābūt pilnībā izolētai, bez plaisām.
  • Izmantojamā vadītāja biezums būs atkarīgs no bloķējamās frekvences.

Ir daudz veidu, kā izveidot Faradeja būru, taču ar šo vienkāršo eksperimentu mēs varam pārbaudīt tā raksturīgo aizsargefektu:

  • Izveidojiet cilindru ar metāla sietu un alumīnija platformu.
  • Novietojiet noregulētu radio uz platformas un pēc tam uzstādiet uz platformas stiepļu sieta cilindru. Jūs uzreiz pamanīsit, kā radio pārraide apstājas. Elektromagnētiskos viļņus, kas jāsaņem radio, pārtrauc acs novietojums.
  • Paņemiet divus mobilos tālruņus un pārbaudiet, vai tie var bez grūtībām veikt un saņemt zvanus. Pēc tam vienu no tālruņiem ietiniet alumīnija folijas loksnē. Zvanot uz šo tālruni, pamanīsit, ka signāls ir bloķēts.

Faradeja būra piemēri

Principu, pēc kura darbojas Faradeja būri, var novērot daudzos ikdienas dzīves piemēros:

  • Kad mēs pamanām, ka mūsu mobilie tālruņi nedarbojas liftā vai ēkā, kas izgatavota no metāla režģiem, mēs saskaramies ar Faradeja būra principa izpausmi.
  • Mūsu mikroviļņu krāsnis ir aprīkotas ar Faraday būriem, lai to novērstu viļņi aizbēgt uz ārzemēm un kaut cik kaitīgi ietekmēt mūs Veselība.
  • Speciālie uzvalki elektrotehniķiem, kuri remontē augstsprieguma līnijas.
  • Braucot ar automašīnu pērkona negaisa laikā, ieteicams palikt transportlīdzeklī, jo tā korpusi zibens ietekmē darbosies kā Faradeja būris.
  • Metāla folijas vai sietu novieto arī uz MRI laboratoriju sienām, kur veic MRI, lai novērstu viļņu izplūšanu un aizsargātu operatoru veselību.
  • Kiberuzbrukumi ir radījuši ievērojamu daudzumu produktiem lai kavētu iespējamo hakeru sūtītos elektromagnētiskos viļņus. Dažādi Bizness Tie piedāvā piederumus, lai padarītu mūsu ierīces neredzamas bezvadu savienojumu jomā: pārvalki automašīnu atslēgām, mugursomām, aploksnēm, makiem vai portfeļiem, kas ražoti pēc Faraday būra principa.
!-- GDPR -->