19 世纪杰出的科学家和发明家迈克尔·法拉第以积极研究电、电磁场和相关物理现象而闻名。最重要的发现之一是一种称为法拉第笼的保护结构。下面我们将了解它是什么以及本发明所代表的实用价值。
内容
什么是法拉第笼
法拉第笼是一个带有高导电金属壁的盒子。该设计不需要外部电源连接，但通常是接地的。细胞的物理效应是在外部因素的影响下表现出来的，即电磁辐射。
第一个展示屏蔽效应的结构看起来像一个普通的细胞，这就是这种现象的名称。事实上，“盒子”的金属丝或穿孔壁便于对位于密闭空间内的物体或设备进行视觉控制，但它们可以很容易地更换为实心的。最主要的是材料是导电的。
工作原理
法拉第笼的作用是基于这样一个事实，即当电荷进入导体时，电荷分布在其表面，而内部保持中性。事实上，由导电材料组成的整个电池是单个导体，其“末端”获得相反的电荷。由此产生的电流产生一个补偿外部影响的场。这种结构内部的电场强度为零。
有趣的是，如果该场是在单元格内部生成的，那么效果也会起作用。但是，在这种情况下，电荷将分布在网格或其他导电平面的内表面上，无法穿透外部。
在英文术语中，CF听起来像“Faraday shield”，即“Faraday shield/screen”。这个概念很好地传达了设备的本质，它就像盾牌或保护屏一样，反射影响其内容的光线。
应该记住，屏蔽效应仅适用于交变磁场。它不会干扰恒定或轻微变化的磁效应，例如地球的自然磁势。
要确定法拉第室是否会反射高频辐射，只要知道网格单元的大小（如果导电部分做成笼子的形式）和作用波的波长就足够了。如果第二个值大于第一个值，则构造有效。
CF 效应的应用范围
法拉第发现的效应不仅具有科学意义，而且具有相当广泛的实际应用。法拉第笼最简单的例子可以在日常生活中找到，它几乎存在于任何厨房 - 这是微波炉。它的车身五壁由相当厚的钢板制成，在两层门玻璃之间有一层金属层，上面有穿孔，可以更好地看到。
射频舱
射频舱是与电、磁和无线电发射的影响隔离的房间，通常是一个小区域。它的墙壁、地板和天花板都配备了高导电光栅，形成一个封闭但不可见的笼子。
核磁共振室
用于磁共振诊断的医学断层扫描仪等高精度设备需要小心保护免受外部电磁波的影响。最轻微的外部影响都会影响研究结果，因此 MRI 单元所在的房间是完全屏蔽的。
实验室
在实验室研究中，为了获得准确的结果，不仅要使用先进的设备，而且要可靠地保护它免受磁场和电场等外部因素的影响。
应该理解，这不仅指来自特定源的定向辐射，还指大气中经常存在的电磁噪声，特别是在人口稠密地区及其附近。
对于具有CF效应的设备的高质量屏蔽，需要专门的设计计算和专业的安装。
防护服
对于在电击概率高的地区工作的人，已经开发了特殊的套装。它们的上层由含金属的织物制成，并通过绝缘材料与身体隔开。在残留静电或电流的情况下，电荷会沿着套件的外壳流下。
使用高压线时，防护服是必不可少的。即使断电，由于电线长达数公里，它们仍会保留危险水平的静电荷。
在娱乐世界
CF效果，色彩斑斓的展现在舞台上，十分壮观。在这种情况下，经常使用的不是简单的笼子，而是由粗网制成的看似失重的外壳，甚至是类似于普通衣服的特殊设计的套装。在这种情况下，将尽可能有效地提供电流，例如，使用特斯拉线圈或从静电发生器产生电荷的类似设备。
用自己的双手制作法拉第笼
在日常生活中，可能需要制造自制的 CF 以“隐藏”小工具免受各种波的作用，这些波可能会对敏感的电子“填充物”造成干扰。
这种设计的一个例子是以某种方式完成的胶合板盒。由于胶合板作为绝缘层，它必须完全清洁和干燥。您可以用自己的双手组装盒子或准备好它 - 主要的是它无需使用钉子或其他金属紧固件即可组装。组装分几个阶段进行：
- 食品箔根据胶合板壁或其坯料的大小分为几段。
- 未来盒子的表面用箔纸从外面修剪。在这种情况下，它的闪亮面应该朝外。
- 墙壁用胶带从里面固定，盒子底部放了一对鼠标垫。
- 仔细检查，在盖子关闭的位置，箔层形成一个连续的外壳，没有丝毫间隙和断裂。
第二种选择假设一个自己动手做的金属罐（锅、盒子、盒子等）作为法拉第笼的基础，里面的绝缘材料由纸板、相同的胶合板或其他材料制成。对于这种设计，盖子的紧密配合条件与上述设计一样重要。
我需要接地吗
关于是否需要将 CF 接地尚未达成共识。必须将大型结构和可能受到特别强大放电影响的结构接地。
当累积的强电荷可以“突破”空气并击中附近的物体或人时，接地当然可以防止紧急情况。
测试自制法拉第笼
要在实践中测试法拉第笼的原理，使用紧凑型电池供电的收音机最为方便。它应该以最大音量打开并调谐到可用的最强大的 FM 频道。如果细胞正在工作，其中的无线电将被静音。
如果接收器至少有一点点，但可以听到，则表示无法实现百分百的屏蔽，应寻找导电层中的间隙。
适用于测试自组装相机和手机。一旦进入，它将停止接收基站的信号，即当您呼叫它时，您会听到移动运营商的自动提示器的相应消息。
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