ファラデーケージの作り方

電気は危険な場合がありますが、適切な安全対策を講じることで、電荷がどのように流れるか、電界がどのように発生するか、電気の他の現象がどのように機能するかを調べることができます。

物理学における電気の黎明期以来、科学者は実験を行う際に害から身を守るために機器を使用してきました。 この知識は、人々が電気で怪我をするのを防ぐ方法としてファラデーケージを作成します。

•••サイードフセインアザー

​ファラデーケージまたはファラデーシールド表面の導電性材料を使用して電磁界を遮断し、電磁波をリダイレクトします。 外部電界により、ケージの材料の電荷が変化します。 静電誘導に関して分布し、電界が内部に入るのを防ぎます。 ケージ。

地球のようにゆっくりと変化する磁場を遮断することはできませんが、ファラデーケージは 金属メッシュまたは穴あきシートで囲まれた部屋を作成して、電磁電流が流れないようにします。 入る。

• ファラデーケージは、電磁界の出入りを防ぎ、アルミニウムまたは金属物質で構築できます。 金属線や段ボール、木などのシンプルな素材で作ることができます。

外部電界がケージに接触すると、ケージは電荷が内部に配置されている場合と同じ電界を生成します。 ケージが接地されている場合、表面は地面に流れる過剰な電荷で中和されます。 これにより、ケージの反対側に電圧が発生するのを防ぎ、フィールドが材料を通過しないようにします。 表面に静電荷が誘導されると、電荷は材料の反対側に再分配されます。

ファラデーケージを構築するこの方法では、銅またはアルミニウムの金属シート、テープ、はさみ、段ボールまたは同様の材料の容器、およびケージが機能するかどうかをテストするためのバルーンが必要です。 最も効果的な材料は、チキンワイヤーファラデーケージ用のアルミニウム、銅、またはチキンワイヤーです。 ファラデーケージは、メッシュデザインがうまく機能するように、金属コンポーネント間の多くの接触を必要とします。

コンテナを、たとえば周囲から身を守ることができる箱に変えて、ファラデーシールドまたはケージに成形します。 ホイルまたは金属シートを容器に巻き付けます。 ケージが金属板の間にたくさん接触していることを確認してください。

ケージの内側から外側が見えるように画面を切り取ります。 穴が、侵入を阻止したい電磁放射の波長よりも小さいことを確認してください。

一般的な手順は次のとおりです。

1. 10 x 10インチ四方のスクリーンメタルメッシュを測り、切り取ります。
2. 同様に、8インチの長さの木材または段ボールを5つ切ります。
3. 金属メッシュを木や段ボールにホッチキスで留めるか、テープで留めるか、他の方法で固定します。
4. メッシュ全体を覆うか囲むように、互いに約5〜6インチ離れたメッシュの周りのストリップを結合します。
5. 材料を箱または容器に成形して、ファラデーケージを作成します。

ケージの中で携帯電話を使ってみてください。 Wi-Fi信号を受信または送信しますか？ ファラデーケージは携帯電話の周波数を減衰させることができますが、完全に停止することはできないため、Wi-Fiの量はさらに少なくなるはずです。

携帯電話が使用する電波は、ケージの小さな穴から漏れるほど周波数が小さいため、ファラデーケージの小さな隙間をはんだ付けまたは溶接して、それらに対抗する必要があります。

化学者はファラデーケージを使用して、正確な測定を行いながら外部ソースからのノイズを低減します。 デジタルフォレンジックの研究者は、ファラデーバッグ（柔軟な金属布で作られたファラデーケージ）を使用して、遠隔での拭き取りや犯罪証拠の改ざんを防ぎます。

ファラデーケージは、コンピューターがスパイなどの行動を阻止するためのセキュリティを提供します。 車や飛行機は、乗客が有害な電荷に接触するのを防ぐことにより、本質的にファラデーケージとして機能します。

ファラデーケージは、無線送信機が他の機器に干渉するのを防ぎ、落雷や放電の流れから個人や物体を保護するためにも使用されます。 家電製品も使用しています。 マイクロ波には、波が内部から出るのを防ぐシールドがあり、TVケーブルは外部の電磁干渉を減らして画像を作成します。

金属の導電率が異なると、ファラデーケージが電界の侵入を防ぐ方法に影響を与える可能性があります。 銅は最も効果的で、病院のMRI施設やコンピューター機器で使用され、さらに特定の目的のために真ちゅうとリン青銅の合金に成形することができます。

アルミニウムは、その重量に強く、導電率が高いため、優れた材料でもありますが、時間の経過とともに錆びることがあり、はんだ付けが不十分です。 ファラデーケージを設計する際のその他の機能には、価格、腐食、厚さ、展性、ブロックされる頻度、および材料自体をケージに形成する方法が含まれます。

•••サイードフセインアザー

ファラデーケージは、陽子や電子などの荷電粒子を取り巻く力場である電場から内部を保護します。 クーロンの法則は、電気力を説明するために使用できますEなので

その中でrは荷電粒子間の半径であり、ε​₀ は8.854×10の一定数の真空誘電率です。⁻¹² F⋅m⁻¹ そしてe₁ e​​₂粒子の電荷です。

ケージ内では、この式を使用して外面に接触する電気を測定できます。 ケージ内のネットフィールドはゼロのままで、ケージ内にあるものはすべて保護されます。

平衡状態にあるファラデーケージの導電性材料などの導体内の電荷は、電荷が表面に残るように可能な限り離す必要があります。 これにより、電界がゼロに保たれます。 正に帯電した物体をケージの外側に持ってくると、内面の電子がその周りに蓄積して相殺されます。

ファラデーケージハウスにいることを想像した場合は、さまざまな材料を使用して、電磁干渉から身を守ることができます。

銅は、電磁放射の害から人々を保護するための医学における磁気共鳴画像法（MRI）アプリケーションにとって最も信頼できる要素です。 また、他の元素と組み合わせて、真ちゅう、リン青銅、ベリリウム銅など、導電率の値が高い合金を簡単に作成できます。

プレスズメッキ鋼は、低周波数の侵入を防ぐ費用効果の高い材料です。 炭素鋼は、他の合金や元素が見逃す周波数をブロックできるもう1つの理想的な選択肢です。 これらの材料には、腐食を防ぐためにスズメッキが施されていることがよくあります。

銅合金は腐食に耐えることができることで知られています。 アルミニウムは、ガルバニック腐食と酸化を調べる必要がある一方で、もう1つの理想的な選択肢です。 特性は、その優れた強度対重量比と大量の 導電率。

•••サイードフセインアザー

1836年、物理学者のMichael Faradayは、帯電した導体が、導体が囲んでいた空洞ではなく、材料自体の内部に過剰な電荷を蓄積することを観察しました。 彼は部屋を金属箔でコーティングした。 静電発電機を外に出すと、電荷を測定するための装置である検電器によると、内部に電荷がないことに気づきました。 彼はそれを使ってこの発電機のファラデーケージを作りました。

7年後、ファラデーは、金属表面の導体の表面に電荷が残っていることを示しました。 彼は、氷の入った金属製のバケツを使用して、導体のシェル内の電荷がシェルの内面に電荷を生成することを示しました。 電荷はシェルの内部容積に影響を与えませんでした。 検電器を使って電荷を測定する彼の実験は、電荷に関する最初の定量的実験になるでしょう。