Как построить клетку фарадея: самодельный проект diy

Примеры [ править ]

SLC-40 с инфраструктурой запуска SpaceX Falcon 9 . Четыре башни, окружающие ракету, являются молниеотводами , действующими как гигантская клетка Фарадея.

  • Клетки Фарадея обычно используются в аналитической химии для уменьшения шума при проведении чувствительных измерений.
  • Клетки Фарадея, а точнее сумки Фарадея с двойным парным швом, часто используются в цифровой криминалистике для предотвращения удаленного стирания и изменения цифровых улик.
  • Стандарты Tempest США и НАТО , а также аналогичные стандарты в других странах включают клетки Фарадея как часть более широких усилий по обеспечению безопасности выбросов для компьютеров.
  • Пассажирские салоны автомобилей и самолетов представляют собой клетки Фарадея, защищающие пассажиров от электрических разрядов, таких как молнии.
  • В электронных компонентах автомобилей и самолетов используются клетки Фарадея для защиты сигналов от помех. К чувствительным компонентам могут относиться беспроводные дверные замки, системы навигации / GPS и системы предупреждения о выезде с полосы движения . Клетки и экраны Фарадея также имеют решающее значение для информационно-развлекательных систем транспортных средств (например, радио, Wi-Fi и устройства отображения GPS), которые могут быть спроектированы с возможностью работы в качестве критических цепей в чрезвычайных ситуациях.
  • Руля мешок (пакет для покупок облицована алюминиевой фольгой ) выступает в качестве клетки Фарадея. Его часто используют воры для кражи товаров с RFID- метками.

    Подобные контейнеры используются для защиты от скимминга RFID .

  • Лифты и другие помещения с металлическими проводящими рамами и стенами имитируют эффект клетки Фарадея, что приводит к потере сигнала и «мертвым зонам» для пользователей сотовых телефонов , радиоприемников и других электронных устройств, которым требуются внешние электромагнитные сигналы. Во время обучения пожарных и других служб быстрого реагирования предупреждают, что их двусторонние радиостанции, вероятно, не будут работать внутри лифтов, и следует учитывать это. Маленькие физические клетки Фарадея используются инженерами-электронщиками во время тестирования оборудования для моделирования такой среды, чтобы убедиться, что устройство корректно справляется с этими условиями. [ необходима цитата ]
  • Правильно подобранная токопроводящая одежда также может служить защитной клеткой Фарадея. Некоторые электромонтажники носят костюмы Фарадея, которые позволяют им работать на высоковольтных линиях электропередачи под напряжением без риска поражения электрическим током. Костюм предотвращает прохождение электрического тока через тело и не имеет теоретических ограничений по напряжению. Линейщики успешно отработали даже самые высокие линии напряжения ( ЛЭП 1150 кВ Экибастуз — Кокшетау, Казахстан ). [ необходима цитата ]

    Остин Ричардс, физик из Калифорнии, создал в 1997 году металлический костюм Фарадея, который защищает его от разрядов катушки Тесла. В 1998 году он назвал персонажа в костюме Доктором MegaVolt и выступал по всему миру и на Burning Man девять разных лет.

  • Комната сканирования аппарата магнитно-резонансной томографии (МРТ) выполнена в виде клетки Фарадея. Это предотвращает добавление внешних радиочастотных сигналов к данным, полученным от пациента, которые могут повлиять на результирующее изображение. Рентгенологи обучены определять характерные артефакты, возникающие на изображениях, в случае повреждения клетки Фарадея во время грозы .
  • В микроволновой печи используется клетка Фарадея, которая частично закрывает прозрачное окно, чтобы удерживать электромагнитную энергию внутри духовки и защищать ее от излучения.
  • Пластиковые пакеты, пропитанные металлом, используются для закрытия электронных устройств для взимания платы за проезд, когда плата за проезд не взимается с этих устройств, например, во время транспортировки или когда пользователь платит наличными. [ необходима цитата ]
  • Экран экранированного кабеля , например USB- кабеля или коаксиального кабеля, используемого для кабельного телевидения, защищает внутренние проводники от внешних электрических помех и предотвращает утечку радиочастотных сигналов.
  • У тюрем есть причины блокировать как входящие, так и исходящие звонки заключенных.

Клетка Фарадея своими руками

Для хранения различных гаджетов и небольших приборов можно использовать такой предмет, как обыкновенный фанерный ящик. Поступают следующим образом: Фанеру очищают от пыли и загрязнений; Разрезают рулон пищевой фольги на нужные отрезки; Оборачивают всю внешнюю поверхность ящика и его крышку фольгой матовой стороной внутрь; Места соединений изоляции скрепляют скотчем; На дно ящика укладывают один или несколько ковриков для компьютерной мышки; Проверяют плотность прилегания крышки к ящику по всему периметру, не допуская зазоров и разрывов фольгированной поверхности.

Вопрос эксперту

Можно ли использовать металлическую емкость для устройства клетки Фарадея?

В случае использования металлической ёмкости нужно позаботиться об изолировании внутренней поверхности клетки картоном или листами фанеры. Так бывает, когда домовладельцы устраивают КФ в одной из своих комнат. Клетка Фарадея, сделанная своими руками в доме.

Самый простой способ проверить работоспособность клетки заключаются в том, что внутрь помещают радиоприёмник, настроенный на мощный FM-сигнал и включённый на полную громкость. В правильно сделанной клетке воцарится полная тишина. Если всё же приёмник будет работать даже очень тихо, нужно искать причину в наличии разрывов в экранированной поверхности конструкции.

Таким же способом можно тестировать КФ с помощью мобильного телефона. Попав в клетку, мобильник сразу же окажется вне зоны действия. Чтобы в этом убедиться, достаточно набрать его номер – телефон будет молчать. Дополнительная информация. Необходимо помнить о том, что длина волны 1 ГГц равняется 30 см. При максимальной величине ячейки сетки 3 х 3 см безопасность будет обеспечена. Поэтому в целях экономии вместо сплошного материала применяют сетки. Клетка Фарадея – это гениальное изобретение великого английского учёного того времени остаётся по-прежнему актуальным по сей день. С появлением на рынке новых материалов возможности по созданию КФ различной конструкции значительно расширяются.

Простейшая клетка Фарадея.

Часто задаваемые вопросы

Как выбрать толщину материала для клетки Фарадея?
Толщина используемого материала делает клетку настолько мощной и эффективной, насколько это необходимо в каждом конкретном случае. На эти показатели влияет соотношение размера ячейки к длине волны внешнего поля.

Может ли клетка иметь отверстия?
Если эти отверстия относительно небольшие по отношению к длине волны, тогда да, она может иметь отверстия. Например, для волны в 1 ГГц длина волны составляет 0,3 м в свободном пространстве, поэтому если в клетке отверстия меньше этого значения, все в порядке! Поэтому так часто строят клетки из сетки.

Может ли клетка Фарадея стать накопителем энергии?
Клетка фарадея как накопитель энергии рассматривается чисто теоретически, поскольку электричество не задерживается в конструкции на длительный срок.

От бедности к науке

Майкл Фарадей появился на свет 22 сентября 1791 года в рабочей семье. Его отец и старший брат занимались кузнечным делом. Они жили очень скромно в одном из бедных кварталов британской столицы. Хроническая нищета не позволила мальчику получить полноценного образования и с 13 лет вместо занятий в школе он работает разносчиком газет, а затем устраивается в книжную лавку. Тяжелая жизнь только усилила его тягу к знаниям, и юный Майкл с упоением читал любую книгу, которая попадалась ему под руки.

Особое удовлетворение он испытывал от знакомства с научной литературой, прежде всего по физике и химии, а также статьями об электричестве. Работа переплетчиком книг позволила познакомиться с различными опытами, которые пытливый юноша с завидной регулярностью пытался повторить у себя дома. В результате за 7 лет работы в лавке Фарадей научился больше, чем многие сверстники в стенах учебных заведений. Используя свой небольшой заработок, молодой человек приобретал химические препараты, с которыми проводил различные опыты. Семья разделяла увлечения Майкла и старший брат платил по 1 шиллингу за посещение им лекций в философском обществе.

Тестирование КФ

Самый простой способ проверить работоспособность клетки заключаются в том, что внутрь помещают радиоприёмник, настроенный на мощный FM-сигнал и включённый на полную громкость. В правильно сделанной клетке воцарится полная тишина. Если всё же приёмник будет работать даже очень тихо, нужно искать причину в наличии разрывов в экранированной поверхности конструкции.

Таким же способом можно тестировать КФ с помощью мобильного телефона. Попав в клетку, мобильник сразу же окажется вне зоны действия. Чтобы в этом убедиться, достаточно набрать его номер – телефон будет молчать.

Клетка Фарадея – это гениальное изобретение великого английского учёного того времени остаётся по-прежнему актуальным по сей день. С появлением на рынке новых материалов возможности по созданию КФ различной конструкции значительно расширяются.

Интересные факты

  • В 1827 году ученый получил профессорскую кафедру в Королевском институте, но по-прежнему ощущал сильную нехватку средств. Друзья помогли Фарадею добиться пожизненного содержания, но министр казначейства назвал расточительством трату денег на него. В ответ Майкл гордо отказался от правительственной пенсии, заставив впоследствии чиновника публично извиняться.
  • Альберт Эйнштейн назвал учение об электромагнитном поле Фарадея самым важным достижением науки со времен И. Ньютона.
  • Многие биографы ученого отмечали его феноменальную работоспособность и постоянную нацеленность на результат – он буквально жил в лаборатории, будучи готовым в любой момент начать очередной эксперимент.
  • За свои заслуги Фарадей был избран почетным членом более 70 научных обществ и академий различных стран мира.
  • Британское химическое общество назвало именем Фарадея одну из самых престижных научных наград.
  • Широко известна скромность ученого – он отклонил предложение стать президентом Королевского общества и не стал принимать рыцарское достоинство.
  • Фарадей ввел в научный оборот ряд широко известных терминов – катод, анод, электролит, ион и другие.
  • Майкл Фарадей был одним из самых известных популяризаторов науки. Широко известны его рождественские лекции, которые он регулярно читал, начиная с 1826 года. Одна из наиболее известных под названием «История свечи» впоследствии была издана отдельной книгой, ставшей одной из первых научно-популярных изданий.
  • Ученый всю жизнь был глубоко верующим христианином и не изменил вере даже после опубликования теории Дарвина. Он лично проповедовал в одной из лондонских церквей и на его службы собиралось немало почитателей.
  • В честь Майкла Фарадея получила название внесистемная единица измерения электроразряда, применяемая в электрохимии.

Принцип действия

Действие клетки Фарадея основано на том факте, что заряд при попадании в проводник распределяется на его поверхности, в то время как внутренняя часть остаётся нейтральной. По сути вся клетка, состоящая из токопроводящего материала является единым проводником, «концы» которого приобретают противоположный заряд. Возникающий при этом электрический ток создаёт поле, компенсирующее внешнее воздействие. Напряжённость электрического поля во внутренней части такой конструкции равна нулю.

Интересно, что если поле сгенерировано внутри клетки, то эффект тоже работает. Однако при таком раскладе заряд распределится по внутренней поверхности сетки или другой проводящей плоскости и наружу проникнуть не сможет.

В англоязычной терминологии КФ звучит как «Faraday shield», то есть «щит/экран Фарадея». Это понятие хорошо передаёт суть устройства, которое, как щит или защитный экран, отражает воздействующие на его содержимое лучи.

Следует помнить, что экранирующий эффект работает только на переменном магнитном поле. Постоянному или слабопеременному магнитному воздействию, например, естественному магнитному потенциалу Земли, помех он не представляет.

Чтобы определить, отразит ли камера Фарадея высокочастотное излучение, достаточно знать размер ячеек сетки (если проводящая часть выполнена в виде клетки) и длину воздействующей волны. Конструкция эффективна, если вторая величина больше первой.

Принцип действия

Формула ЭДС индукции

Электромагнитные волны провоцируют в проводящем материале движение электронов. Созданные заряды формируют поле, которое компенсирует внешние воздействия. Блокируются электрические и магнитные компоненты волновых процессов. При повышении частотного диапазона защита улучшается частичным отражением и затуханием излучения в толще материала оболочки. При определенных условиях положительный результат обеспечивает разное направление вихревых токов.

Точный расчет по заданной теме содержит составляющие скин эффекта, иные факторы. Однако для практического применения достаточно знать общие принципы и выполнять следующие простые правила:

  • работать устройство будет, если размеры ячеек значительно меньше длины волн;
  • постоянное магнитное поле беспрепятственно проникает через такую преграду:
  • крупные щели, отверстия и другие дефекты сплошного слоя ухудшают защитные свойства.

История

В 1836 году Майкл Фарадей заметил, что избыточный заряд заряженного проводника находится только на его внешней стороне и не влияет ни на что внутри него. Чтобы продемонстрировать этот факт, он построил комнату, покрытую металлической фольгой, и позволил разрядам высокого напряжения от электростатического генератора попасть за пределы комнаты. Он использовал электроскоп чтобы показать, что на внутренней стороне стен комнаты не было электрического заряда.

Хотя этот эффект клетки приписывают Знаменитые эксперименты Майкла Фарадея с ведром со льдом исполненный в 1843 г., был Бенджамин Франклин в 1755 году, который наблюдал эффект, опуская незаряженный пробковый шар, подвешенный на шелковой нити, через отверстие в электрически заряженной металлической банке. По его словам, «пробка не притягивалась к внутренней части банки, как это было бы с внешней стороны, и, хотя она касалась дна, но когда вытянута, она не была наэлектризована (заряжена) от этого прикосновения, как это было бы, прикоснувшись к внешней стороне. Факт необычный ». Франклин обнаружил поведение того, что мы теперь называем клеткой или щитом Фарадея (на основе более поздних экспериментов Фарадея, которые копировали пробку и банку Франклина).

Кроме того, в 1754 г. Аббат Нолле опубликовал ранний отчет об эффекте, приписываемом эффекту клетки в своем Leçons de Physique Expérimentale.

Примеры приложений

  • Автомобиль является общей клеткой Фарадея, который, хотя и несовершенный, иногда играет свою роль хорошо. Использование непроводящих композитных материалов, а также застекленные отверстия означают, что, в зависимости от модели, автомобиль редко бывает хорошей клеткой Фарадея.
  • В самолетах для защиты экипажа и пассажиров от ударов молнии являются клетками Фарадея.
  • Металлический корпус компьютеров также представляет собой клетку Фарадея. Если эта коробка неметаллическая (пластиковая), она, чтобы соответствовать стандартам радиосвязи, облицована в стратегических местах тонким металлическим листом, соединенным с электрическим заземлением машины.
  • Как правило, многие бытовые приборы оснащены внутренней защитой, образующей клетки Фарадея, по крайней мере, для чувствительных частей. Очень часто по причинам затрат на строительство металлические листы экранирования заменяются слоем проводящего материала, нанесенным выступом на внутреннюю часть корпуса из изоляционных материалов. Пример: микроволновая печь состоит из клетки Фарадея, в которой помещается разогреваемая пища, а дверца снабжена сеткой, достаточно тонкой, чтобы удерживать волны, и достаточно большой, чтобы вы могли видеть сквозь нее. Это, по крайней мере, теоретически, потому что на практике испытания, проведенные с приборами для измерения высокочастотного излучения, показывают утечки во многих моделях, имеющихся в настоящее время на рынке. Эти утечки могут, в частности, повлиять на качество сетей Wi-Fi; Нередко можно наблюдать отключение Wi-Fi или даже потерю сигнала при включении микроволновой печи, при этом используемые частоты примерно одинаковы.
  • МРТ машины окружены клетками Фарадея , чтобы изолировать помещение от волн , которые могут создавать помехи с радиочастотными волнами , испускаемых генератором радиоволн.
  • Электрофизиологическое оборудование всегда окружено клеткой Фарадея, чтобы снизить паразитный шум и тем самым увеличить отношение сигнал / шум .
  • В индивидуальных домах иногда устанавливают клетку Фарадея, которая помогает защитить всех, кто находится внутри. Однако такая защита от внешнего излучения не позволяет генерируемым внутри электромагнитным полям нормально рассеиваться.
  • В коаксиальные кабели , использующие принцип клетки Фарадея для передачи сигнала путем защиты окружающих электромагнитных помех.
  • Некоторые антимагнитные часы (устойчивые к магнитным волнам, нарушающим их нормальное функционирование) имеют клетку Фарадея вокруг их механизма, чтобы защитить их.

Внешние ссылки [ править ]

Викискладе есть медиафайлы, связанные с клетками Фарадея .
  • Клетка Фарадея защищает от 100000 В :: Physikshow Uni Bonn
  • Заметки из лекции по физике о клетках Фарадея из Университета штата Мичиган
  • Майкл Фарадей: история изобретения клетки Фарадея и связанный с ним эксперимент
  • Ричард Хаммонд из Top Gear защищен от напряжения 600 000 В автомобилем (клеткой Фарадея).
  • Ричард Хаммонд из Top Gear в образе человеческого громоотвода — защищен костюмом Voltrex
vтеМайкл Фарадей
Физика
  • Закон индукции Фарадея
  • Эффект Фарадея
  • Клетка Фарадея
  • Постоянная Фарадея
  • Фарад
  • Кубок Фарадея
  • Законы электролиза Фарадея
  • Парадокс Фарадея
  • Вращатель Фарадея
  • Эффект эффективности Фарадея
  • Волна Фарадея
  • Эксперимент Фарадея с ведром со льдом
  • Эффективность Фарадея
  • Электрохимия
  • Диск Фарадея
  • Силовая линия
Лекции
  • Рождественские лекции Королевского института
  • Химическая история свечи
Связанный
  • Мемориал Майкла Фарадея
  • Здание Фарадея
  • Здание Фарадея (Манчестер)
  • Фарадей (кратер)
  • Фарадеевское будущее
  • Медаль Фарадея ИЭПП
  • Премия Майкла Фарадея Лондонского королевского общества
  • Медаль и премия Майкла Фарадея Института физики
  • Медаль Фарадея (электрохимия)
  • Премия Фарадея за лекции
Авторитетный контроль
  • GND : 4326084-6
  • MA : 108948954

Клетка Фарадея — принцип работы

Все гениальное просто! Вот и сам принцип работы этого устройства очень прост – когда клетка Фарадея попадает под воздействие электрического поля, свободные электроны внутри материала, из которого она сделана, начинают двигаться, собираясь вместе определенным образом. В результате этого противоположные стенки клетки получают заряды разноименные, создающие новое поле, имеющее противоположное направление к внешнему. Это новое поле компенсирует воздействие внешнего электромагнитного поля, а значит, внутри клетки электрические шумы или электрическое поле отсутствуют.

Этот метод отражения или экранирования работает только при воздействии электрических полей и переменно магнитных, которые ими же и порождаются. Защитить от статического магнитного поля это приспособление не сможет.

Операция


Анимация, показывающая, как устроена клетка Фарадея (коробка) работает. Когда внешнее электрическое поле (стрелки) применяется, электроны (маленькие шарики) в металле перемещаются к левой стороне клетки, придавая ей отрицательный заряд, в то время как оставшийся несбалансированный заряд ядер дает положительный заряд правой стороне. Эти индуцированные заряды создают противоположное электрическое поле, которое нейтрализует внешнее электрическое поле по всей коробке.

Непрерывный

Сплошной экран Фарадея представляет собой полый проводник. Внешние или внутренние электромагнитные поля создают силы на носители заряда (обычно электроны) внутри проводника; начисления перераспределяются соответственно за счет электростатическая индукция. Перераспределенные заряды значительно снижают напряжение на поверхности в зависимости от емкости; однако полной отмены не происходит.[требуется дополнительная ссылка (и)]

Внутренние сборы

Если заряд помещается внутри незаземленного щита Фарадея, не касаясь стенок (обозначим это количество заряда как + Q), внутренняя поверхность экрана заряжается -Q, что приводит к силовым линиям, исходящим от заряда и распространяющимся на заряды внутри. внутренняя поверхность металла. Траектории силовых линий в этом внутреннем пространстве (до конечных отрицательных зарядов) зависят от формы внутренних защитных стенок. Одновременно + Q накапливается на внешней поверхности экрана. Распределение зарядов на внешней поверхности не зависит от положения внутреннего заряда внутри корпуса, а определяется формой внешней поверхности. Таким образом, для всех целей и задач щит Фарадея генерирует снаружи такое же статическое электрическое поле, которое он генерировал бы, если бы металл был просто заряжен + Q. Увидеть Эксперимент Фарадея с ведром со льдом, например, для получения более подробной информации о силовых линиях электрического поля и развязке снаружи от внутренней

Обратите внимание, что электромагнитные волны не являются статическими зарядами

Если клетка заземленный, избыточные заряды будут нейтрализованы, поскольку заземление создает уравнивание потенциалов между внешней стороной клетки и окружающей средой, поэтому между ними нет напряжения и, следовательно, поля. Внутренняя поверхность и внутренний заряд останутся прежними, поэтому поле останется внутри.

Внешние поля


Зависимость глубины скин-слоя от частоты для некоторых материалов при комнатной температуре, красная вертикальная линия обозначает частоту 50 Гц:

  • Mn – Zn — магнитомягкий феррит
  • Al — металлик алюминий
  • Cu — металлик медь
  • сталь 410 — магнитная нержавеющая сталь
  • Fe – Si — текстурированная электротехническая сталь
  • Fe – Ni — высокая проницаемость пермаллой (80% Ni – 20% Fe)

Эффективность экранирования статического электрического поля в значительной степени не зависит от геометрии проводящего материала; однако статические магнитные поля могут полностью проникнуть через экран.

В случае изменяющихся электромагнитных полей, чем быстрее происходят изменения (т.е. чем выше частоты), тем лучше материал сопротивляется проникновению магнитного поля. В этом случае экранирование также зависит от электрическая проводимостьмагнитные свойства проводящих материалов, используемых в клетках, а также их толщина.

Хорошее представление об эффективности щита Фарадея можно получить из соображений глубина кожи. С глубиной скин-фактора ток, протекающий в основном на поверхности, экспоненциально затухает с глубиной сквозь материал. Поскольку щит Фарадея имеет конечную толщину, это определяет, насколько хорошо он работает; более толстый экран может лучше ослаблять электромагнитные поля и уменьшать частоту.

Клетки Фарадея — это щиты Фарадея, в которых есть отверстия, поэтому их сложнее анализировать. В то время как непрерывные экраны по существу ослабляют все длины волн короче глубины скин-слоя, отверстия в клетке могут пропускать или формировать более короткие волны »мимолетные поля»(осциллирующие поля, которые не распространяются как электромагнитные волны) прямо под поверхностью. Чем короче длина волны, тем лучше она проходит через сетку заданного размера. Таким образом, чтобы хорошо работать на коротких длинах волн (т.е. высоких частотах), отверстия в клетка должна быть меньше длины волны падающей волны. Поэтому клетки Фарадея можно рассматривать как фильтры высоких частот.

Примеры

SLC-40 с SpaceX Сокол 9 стартовая инфраструктура. Четыре башни вокруг ракеты молниеотводы, действуя как гигант Клетка Фарадея

  • Клетки Фарадея обычно используются в аналитическая химия для уменьшения шума при проведении чувствительных измерений.
  • Клетки Фарадея, а точнее сумки Фарадея с двойным парным швом, часто используются в цифровой криминалистике для предотвращения удаленного удаления и изменения цифровых улик.
  • США и НАТО Буря стандарты и аналогичные стандарты в других странах включают клетки Фарадея как часть более широких усилий по обеспечению безопасность выбросов для компьютеров.
  • Пассажирские салоны автомобилей и самолетов представляют собой клетки Фарадея, защищающие пассажиров от электрических разрядов, таких как молнии.
  • В электронных компонентах автомобилей и самолетов используются клетки Фарадея для защиты сигналов от помех. Чувствительные компоненты могут включать беспроводные дверные замки, системы навигации / GPS и системы предупреждения о выезде с полосы движения. Клетки и экраны Фарадея также имеют решающее значение для информационно-развлекательных систем транспортных средств (например, радио, Wi-Fi и дисплеи GPS), которые могут быть спроектированы с возможностью работы в качестве критических цепей в чрезвычайных ситуациях.
  • А сумка-бустер (сумка для покупок с алюминиевая фольга) действует как клетка Фарадея. Его часто используют воры для кражи RFID-отмеченные предметы.

    Подобные контейнеры используются для сопротивления RFID скимминг.

  • Лифтов и другие помещения с металлическими проводящими рамами и стенами имитируют эффект клетки Фарадея, что приводит к потере сигнала и «мертвым зонам» для пользователей сотовые телефоны, радио, и другие электронные устройства, которым требуются внешние электромагнитные сигналы. Во время обучения пожарных и других служб быстрого реагирования предупреждают, что их двусторонние радиостанции, вероятно, не будут работать внутри лифтов, и следует учитывать это. Небольшие физические клетки Фарадея используются инженерами-электронщиками во время тестирования оборудования для моделирования такой среды, чтобы убедиться, что устройство корректно справляется с этими условиями.[нужна цитата]
  • Правильно спроектированная токопроводящая одежда также может служить защитной клеткой Фарадея. Некоторые электрические лайнеры носить костюмы Фарадея, которые позволяют им работать на находящихся под напряжением высоковольтных линиях электропередач без риска поражения электрическим током. Костюм предотвращает прохождение электрического тока через тело и не имеет теоретических ограничений по напряжению. Линейщики успешно отработали даже самое высокое напряжение (Линия Экибастуз — Кокшетау, Казахстан 1150 кВ) линии безопасно.[нужна цитата]

    Остин Ричардс, физик из Калифорнии, создал в 1997 году металлический костюм Фарадея, который защищает его от разрядов катушки Тесла. В 1998 году он назвал персонажа в костюме Doctor MegaVolt и выступал по всему миру и на Горящий человек девять разных лет.

  • Комната сканирования магнитно-резонансная томография (МРТ) аппарат выполнен в виде клетки Фарадея. Это предотвращает добавление внешних радиочастотных сигналов к данным, полученным от пациента, которые могут повлиять на полученное изображение. Рентгенологи обучены определять характерные артефакты, возникающие на изображениях, в случае повреждения клетки Фарадея во время гроза.
  • А микроволновая печь использует клетку Фарадея, которая частично закрывает прозрачное окно, чтобы сдерживать электромагнитную энергию внутри печи и защищать внешнюю часть от излучения.
  • Пластиковые пакеты, пропитанные металлом, используются для упаковки электронный сбор платы за проезд устройств, когда плата за проезд не взимается с этих устройств, например, во время транспортировки или когда пользователь платит наличными.[нужна цитата]
  • Щит экранированный кабель, такие как USB кабели или коаксиальный кабель используется для кабельного телевидения, защищает внутренние проводники от внешних электрических помех и предотвращает утечку радиочастотных сигналов.
  • У тюрем есть причины блокировать как входящие, так и исходящие звонки заключенных.

Сферы применения эффекта КФ

Закон электромагнитной индукции — формула

Следующие примеры поясняют, как может использоваться решетка Фарадея:

  • действенная молниезащита – силовой каркас автомобиля с элементами кузовных деталей;
  • сетка в стенах рабочей зоны способна защитить персонал от излучения локатора;
  • аналогичная конструкция предотвратит распространение волн из антенны передатчика вышки сети мобильной связи в сторону квартир жилого дома;
  • автосигнализация не сможет передать сигнал на ключ брелок хозяина, если преступник поставит угнанную машину в металлический кузов грузового фургона.

РЧ-кабина

Для экранировки внешних или внутренних излучений в стенах помещений устанавливают сетчатый слой из токопроводящих материалов. В зависимости от целевого назначения, создают защищенный объем определенного размера.

МРТ-помещения

Проектную документацию для таких объектов разрабатывают с учетом особенностей диагностического оборудования и действительного уровня электромагнитных помех. Как правило, вместо решетчатых конструкций применяют сплошное металлическое экранирование медной фольгой. Предотвращают проникновение излучения в зону работы аппаратуры МРТ через оконные и дверные проемы.


Экранирование помещения

Лаборатории

Как и в предыдущем примере, для надежной защиты приборов и предотвращения ошибок при выполнении научных экспериментов требуется предварительная подготовка. Кроме общей загрязненности помехами, проверяют чувствительность измерительной техники.

Защитные костюмы

Рассматриваемые принципы применяют для создания средств индивидуальной защиты обслуживающего персонала линий электропередач. В некоторых ситуациях на отдельных участках трассы накапливаются значительные статические заряды. Задачу решают с помощью металлических нитей, вшитых в одежду. Специальные костюмы обеспечивают защиту от «шагового» напряжения, около контактных групп.

В мире развлечений

Безопасность внутренней зоны клетки Фарадея используют для создания эффектных аттракционов, шоу программ. Сильный шум и яркие вспышки оказывают необходимое эмоциональное воздействие на публику. Вместе с тем специальные костюмы или подготовленные области сцены надежно защищают участников представления от поражения электрическим током.


«Повелители молний» демонстрируют свои навыки в безопасных условиях

Нужно ли заземлять конструкцию?

До сих пор не единого мнения по поводу того, нужно ли заземлять клетку Фарадея или нет.

Но это зависит от многих факторов — размеров, где и для чего она будет использоваться и т. д. Но общие правила таковы: заземлять не нужно маленькие конструкции, а вот для больших это сделать необходимо.

В большой клетке может возникнуть электромагнитное излучение, которое может навредить человеку, если он случайно коснется работающего прибора. Тогда как в маленького размера клетке излучение небольшое.

Поэтому перед тем как продумывать конструкцию, внимательно изучите рекомендации по заземлению.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Электрика
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock
detector