Kaip pastatyti Faradėjaus narvą

Elektra gali būti pavojinga, tačiau, laikydamiesi atitinkamų saugos priemonių, galite ištirti, kaip teka krūviai, kaip atsiranda elektriniai laukai ir kaip veikia kiti elektros reiškiniai.

Nuo pat fizikos aušros mokslininkai, atlikdami eksperimentus, naudojo įrangą, kad apsaugotų save nuo žalos. Šios žinios sukurtų Faradėjaus narvus kaip metodus, leidžiančius užkirsti kelią žmonėms nuo elektros susižalojimo.

•••Syedas Hussainas Atheris

​Faradėjaus narvaiarbaFaradėjaus skydaiblokuoti elektromagnetinius laukus, naudojant jų paviršiuje laidžiąsias medžiagas, nukreipiančioms elektromagnetines bangas. Dėl išorinio elektrinio lauko narvo medžiagoje kinta elektros krūviai pasiskirstęs elektrostatinės indukcijos atžvilgiu, kad laukas nepatektų į vidų narvas.

Nors jie negali užblokuoti lėtai kintančių magnetinių laukų, tokių kaip Žemės, Faradėjaus narvai buvo įpratę sukurkite patalpas, apsuptas metalinių tinklų ar perforuotų lakštų, kad išvengtumėte elektromagnetinių srovių įeinantis.

• Faradėjaus narvai neleidžia elektromagnetiniams laukams patekti ar išbėgti ir gali būti pastatyti iš aliuminio ar metalinių medžiagų. Jie gali būti pagaminti iš paprastų medžiagų, įskaitant metalinę vielą ir kartoną arba medieną.

Kai išorinis elektrinis laukas liečiasi su narvu, narvas sukuria tą patį elektrinį lauką, tarsi įkrova būtų įdėta į vidų. Paviršius neutralizuojamas pertekliumi, tekančiu į žemę, jei narvas yra įžemintas. Tai apsaugo nuo įtampos susidarymo kitoje narvo pusėje, todėl laukas nepraleidžia medžiagos. Krūviai persiskirsto kitoje medžiagos pusėje, kai ant paviršiaus indukuojami elektrostatiniai krūviai.

Šiam Faradėjaus narvo statybai reikalingi metaliniai vario ar aliuminio lakštai, juosta, žirklės, kartoninė ar panašios medžiagos talpykla ir balionas, kad būtų galima patikrinti, ar narvas veikia. Geriausiai tinkama medžiaga yra aliuminio, vario arba vištienos viela, skirta vištienos vielos Faradėjaus narvui. Faradėjaus narvai reikalauja daug kontakto tarp metalinių komponentų, todėl tinklelio dizainas gali gerai veikti.

Suformuokite konteinerį į Faradėjaus skydą ar narvą, paversdami jį, pavyzdžiui, dėže, kuri gali apsaugoti jus nuo jūsų aplinkos. Apvyniokite foliją arba metalinius lakštus aplink indą. Įsitikinkite, kad narve yra daug kontaktų tarp metalinių lakštų.

Iškirpkite ekraną taip, kad iš narvo vidaus matytumėte jo išorę. Įsitikinkite, kad skylės yra mažesnės už elektromagnetinės spinduliuotės, į kurią norite užblokuoti, bangos ilgį.

Kai kurie bendri nurodymai yra šie:

1. Išmatuokite 10 x 10 colių kvadratinį ekrano metalinį tinklą ir iškirpkite jį.
2. Panašiai pjaukite penkis 8 colių ilgio medžius arba kartoną.
3. Susegkite, užklijuokite arba pritvirtinkite metalo tinklelį prie medžio ar kartono kitu būdu.
4. Sujunkite juosteles aplink tinklą maždaug 5–6 colių atstumu vienas nuo kito, kad jie uždengtų arba apgaubtų visą tinklelį.
5. Suformuokite medžiagą į dėžę ar konteinerį, kad sukurtumėte Faradėjaus narvą.

Pabandykite naudoti savo mobilųjį telefoną narve. Ar jis priima ar perduoda „wifi“ signalus? Vis tiek turėtumėte gauti silpnesnį „wifi“ kiekį, nes Faradėjaus narvai gali susilpninti mobiliųjų telefonų dažnį, bet ne visiškai jį sustabdyti.

Radijo bangos, kurias naudoja mobilieji telefonai, turi pakankamai mažus dažnius, kad galėtų prasiskverbti pro mažas skylutes narve, todėl norėdami prieš jas veikti, turėsite lituoti arba suvirinti mažus Faradėjaus narvo tarpus.

Chemikai naudoja Faradėjaus narvus, kad sumažintų išorinių šaltinių keliamą triukšmą, tuo pačiu atlikdami tikslius matavimus. Skaitmeninės kriminalistikos tyrėjai naudoja Faradėjaus krepšius, Faradėjaus narvus, pagamintus iš lanksčio metalinio audinio, kad būtų išvengta nuotolinio valymo ir kriminalinių įrodymų pakeitimo.

Faradėjaus narvai užtikrina kompiuterių saugumą, kad sutrukdytų tokiems veiksmams kaip šnipinėjimas. Automobiliai ir lėktuvai iš esmės veikia kaip Faradėjaus narvai, neleisdami keleiviams liestis su kenksmingais elektros krūviais.

Faradėjaus narvai taip pat naudojami siekiant užkirsti kelią radijo siųstuvams trukdyti kitai įrangai ir apsaugoti asmenis bei daiktus nuo žaibo smūgių ir išlydžių. Buitiniai prietaisai taip pat juos naudoja. Mikrobangų krosnelės turi ekranus, kad bangos nepatektų į jų vidų, o televizoriaus kabeliai sumažina išorinius elektromagnetinius trukdžius, kad būtų sukurti vaizdai.

Skirtingas metalų laidumas gali turėti įtakos tam, kaip Faradėjaus narvai neleidžia patekti į elektrinius laukus. Varis yra pats efektyviausias, naudojamas ligoninių MRT įrenginiuose ir kompiuteriuose, kurie gali būti daromi žalvario ir fosforo bronzos lydiniais dar tikslesniais tikslais.

Aliuminis taip pat yra gera medžiaga, nes yra stipri dėl savo svorio ir didelio laidumo, tačiau laikui bėgant gali rūdyti ir nėra gerai lituota. Kiti projektavimo Faradėjaus narvuose ypatumai yra kaina, korozija, storis, kalamumas, blokuojami dažniai ir tai, kaip pačias medžiagas galima suformuoti į narvą.

•••Syedas Hussainas Atheris

Faradėjaus narvai apsaugo jų vidų nuo elektrinių laukų, jėgos lauko, supančio įkrautas daleles, tokias kaip protonai ar elektronai. Kulono dėsniu galima apibūdinti elektrinę jėgąEkaip

kuriameryra spindulys tarp įkrautų dalelių,ε​₀ yra pastovus vakuuminio pralaidumo skaičius 8,854 × 10⁻¹² F⋅m⁻¹ ire₁ e​​₂yra dalelių krūviai.

Esant narve, pagal šią formulę galima išmatuoti bet kokią elektrą, kuri liečiasi su išoriniu paviršiumi. Tinklo laukas narvo viduje išlieka lygus nuliui, apsaugodamas viską, kas yra narvo viduje.

Laidininko, pavyzdžiui, laidžiosios Faradėjaus narvo medžiagos, pusiausvyros krūviai turėtų būti kuo toliau vienas nuo kito, kad krūvis liktų ant paviršiaus. Tokiu būdu elektrinis laukas išlieka nulyje. Jei į narvo išorę atsineštumėte teigiamai įkrautą daiktą, vidiniame paviršiuje esantys elektronai kauptųsi aplink jį, kad jį pašalintų.

Jei įsivaizdavote save Faradėjaus narvo namuose, galite naudoti įvairias medžiagas, kad apsaugotumėte save nuo elektromagnetinių trukdžių.

Varis yra patikimiausias magnetinio rezonanso tomografijos (MRT) taikymo elementas medicinoje, apsaugantis žmones nuo elektromagnetinės spinduliuotės žalos. Taip pat lengva derinti su kitais elementais, kad būtų sukurti tokie lydiniai kaip žalvaris, fosforinė bronza ir berilio varis, kurių laidumo vertės yra didesnės.

Iš anksto alavo dengtas plienas yra ekonomiška medžiaga, blokuojanti žemesnių dažnių patekimą. Anglies plienas yra dar vienas idealus pasirinkimas, kuris gali užblokuoti kitų lydinių ir elementų praleistus dažnius. Šios medžiagos dažnai būna su alavo danga, kad būtų išvengta korozijos.

Vario lydinys yra žinomas dėl to, kad gali atsispirti korozijai. Aliuminis yra dar vienas idealus pasirinkimas, nors jums reikia ištirti jo galvaninę koroziją ir oksidaciją savybių, gali būti naudojamas įvairiose srityse dėl savo gero stiprumo ir svorio santykio ir didelio kiekio laidumas.

•••Syedas Hussainas Atheris

1836 m. Fizikas Michaelas Faraday pastebėjo, kad įkrautas laidininkas perteklinį krūvį kaupia pačios medžiagos viduje, o ne ertmėje, kurią laidininkas uždarė. Jis padengė kambarį metaline folija. Kai lauke buvo elektrostatinis generatorius, jis pastebėjo, kad viduje nėra įkrovos pagal jo elektroskopą - prietaisą, naudojamą elektros krūviui matuoti. Jis panaudojo tai pastatydamas Faradėjaus narvą šiam generatoriui.

Po septynerių metų Faradėjus parodė, kad laidininko paviršiuje lieka krūvio metaliniams paviršiams. Naudodamas metalinį kibirą su ledu, jis parodė, kad elektrinis krūvis laidininko lukšte sukuria krūvį ant vidinio apvalkalo paviršiaus. Krovinys neturėjo įtakos korpuso vidiniam tūriui. Elektroskopu matuojant elektrinius krūvius, jo eksperimentas taps pirmuoju kiekybiniu elektrinio krūvio eksperimentu.