Kā izveidot Faradejas būru

Elektrība var būt bīstama, taču, veicot atbilstošus drošības pasākumus, jūs varat izpētīt, kā plūst lādiņi, kā notiek elektriskie lauki un kā darbojas citas parādības elektrībā.

Kopš fizikas elektrības rītausmas, veicot eksperimentus, zinātnieki ir izmantojuši aprīkojumu, lai pasargātu sevi no kaitējuma. Šīs zināšanas radītu Faradejas būrus kā metodes, kā novērst cilvēku no elektrības ievainojumiem.

•••Syed Hussain Ather

​Faradejas būrivaiFaradejas vairogibloķēt elektromagnētiskos laukus, izmantojot vadošus materiālus uz to virsmas, lai novirzītu elektromagnētiskos viļņus. Ārējā elektriskā lauka dēļ būra materiālā mainās elektrisko lādiņu veids sadalīts attiecībā pret elektrostatisko indukciju, lai lauks nenonāktu iekšpusē būris.

Lai gan tie nespēj bloķēt lēnus, mainīgus magnētiskos laukus, piemēram, Zemes, Faradejas būri ir pieraduši izveidojiet telpas, ko ieskauj metāla sieti vai perforētas loksnes, lai novērstu elektromagnētisko strāvu rašanos ienākšana.

• Faradejas būri neļauj elektromagnētiskajiem laukiem iekļūt vai izkļūt, un tos var veidot no alumīnija vai metāla vielām. Tos var izgatavot no vienkāršiem materiāliem, ieskaitot metāla stiepli un kartonu vai koku.

Kad ārējais elektriskais lauks nonāk saskarē ar būru, būris rada tādu pašu elektrisko lauku, it kā maksa būtu ievietota iekšpusē. Ja būris ir iezemēts, virsma tiek neitralizēta ar pārmērīgu lādiņu, kas plūst zemē. Tas novērš sprieguma veidošanos būra otrā pusē, lai lauks nepārsniegtu materiālu. Lādiņi pārdalās materiāla otrā pusē, kad uz virsmas tiek inducēti elektrostatiskie lādiņi.

Lai izveidotu Faradejas būru, ir nepieciešamas metāla vara vai alumīnija loksnes, lente, šķēres, kartona vai līdzīga materiāla trauks un balons, lai pārbaudītu, vai būris darbojas. Vislabāk strādājošais materiāls ir alumīnija, vara vai vistas stieple vistas stieples Faradeja būrim. Faradejas būriem ir nepieciešams liels kontakts starp metāla detaļām, tāpēc acs dizains var darboties labi.

Veidojiet konteineru Faradejas vairogā vai būrī, pārvēršot to, piemēram, kastē, kas var pasargāt jūs no apkārtnes. Aptiniet foliju vai metāla loksnes ap konteineru. Pārliecinieties, ka būrī ir daudz kontaktu starp metāla loksnēm.

Izgrieziet ekrānu tā, lai no būra iekšpuses varētu redzēt ārpusi. Pārliecinieties, ka urbumi ir mazāki par elektromagnētiskā starojuma viļņa garumu, kuru iekļūšanu vēlaties bloķēt.

Daži vispārīgi norādījumi ir:

1. Izmēriet 10 x 10 collu kvadrātveida sieta metāla sietu un izgrieziet to.
2. Līdzīgi sagrieziet piecus 8 collu garumus no koka vai kartona.
3. Skavas, lentes vai kādā citā veidā piestipriniet metāla sietu pie koka vai kartona.
4. Savienojiet sloksnes ap sietu apmēram 5 līdz 6 collu attālumā viena no otras, lai tās aptvertu vai ieskautu visu sietu.
5. Formējiet materiālu kastē vai traukā, lai izveidotu Faradejas būru.

Mēģiniet izmantot mobilo tālruni būrī. Vai tā saņem vai pārraida wifi signālus? Jums joprojām vajadzētu iegūt vājāku wifi daudzumu, jo Faradejas būri var vājināt mobilo tālruņu biežumu, bet ne pilnībā to apturēt.

Radioviļņiem, kurus izmanto mobilie tālruņi, ir pietiekami mazas frekvences, lai tie varētu izplūst caur nelieliem urbumiem būrī, tāpēc, lai rīkotos pret tiem, jums vajadzēs lodēt vai sametināt nelielas atstarpes Faradejas būrī.

Ķīmiķi izmanto Faradejas būrus, lai samazinātu troksni no ārējiem avotiem, vienlaikus veicot precīzus mērījumus. Digitālās kriminālistikas pētnieki izmanto Faraday somas, Faraday būrīšus, kas izgatavoti no elastīga metāla auduma, lai novērstu attālu noslaukšanu un kriminālu pierādījumu mainīšanu.

Faradejas būri nodrošina datoru drošību, lai traucētu tādas darbības kā spiegošana. Automašīnas un lidmašīnas būtībā darbojas kā Faradejas būri, neļaujot pasažieriem nonākt saskarē ar kaitīgiem elektriskiem lādiņiem.

Faradejas būrīšus izmanto arī, lai novērstu radio raidītāju iejaukšanos citā aprīkojumā un cilvēku un priekšmetu pasargāšanu no zibens spērienu un izlādes straumēm. Arī sadzīves tehnika tos izmanto. Mikroviļņu krāsnīm ir vairogi, kas neļauj viļņiem izkļūt no iekšpuses, savukārt TV kabeļi samazina ārējos elektromagnētiskos traucējumus, lai radītu attēlus.

Dažāda metālu vadītspēja var ietekmēt to, kā Faradejas būri novērš elektrisko lauku iekļūšanu. Varš ir visefektīvākais, ko izmanto slimnīcu MRI iekārtās un datorierīcēs un ko var padarīt par misiņa un fosfora bronzas sakausējumiem vēl specifiskākiem mērķiem.

Alumīnijs ir arī labs materiāls, jo tas ir izturīgs pēc svara un ar augstu vadītspēju, taču laika gaitā tas var sarūsēt un nav labi pielodēts. Citas Faraday būru dizaina iezīmes ir cena, korozija, biezums, kaļamība, bloķētās frekvences un tas, kā pašus materiālus var veidot būrī.

•••Syed Hussain Ather

Faradejas būri aizsargā to iekšpusi no elektriskajiem laukiem, spēka lauka, kas ieskauj uzlādētas daļiņas, piemēram, protonus vai elektronus. Kulona likumu var izmantot, lai aprakstītu elektrisko spēkuEkā

kurārir rādiuss starp lādētām daļiņām,ε​₀ ir konstants vakuuma caurlaidības skaits 8,854 × 10⁻¹² Fm⁻¹ une₁ e​​₂ir daļiņu lādiņi.

Atrodoties būrī, jebkuru elektrību, kas nonāk saskarē ar ārējo virsmu, var izmērīt, izmantojot šo formulu. Tīkla lauks būra iekšpusē paliek nulle, aizsargājot visu, kas atrodas būra iekšpusē.

Lādiņiem vadītājā, piemēram, Faradeja būra vadošajam materiālam, līdzsvara stāvoklī jābūt pēc iespējas tālāk viens no otra, tāpēc lādiņš paliek uz virsmas. Tas uztur elektrisko lauku nulles robežās. Ja jūs ievedāt pozitīvi uzlādētu priekšmetu būra ārpusē, elektroni uz iekšējās virsmas uzkrājas ap to, lai to atceltu.

Ja jūs iztēlojāties sevi Faradejas būra mājā, jūs varētu izmantot dažādus materiālus, lai pasargātu sevi no elektromagnētiskiem traucējumiem.

Varš ir visuzticamākais magnētiskās rezonanses attēlveidošanas (MRI) elements medicīnā, lai pasargātu cilvēkus no elektromagnētiskā starojuma kaitējuma. To ir viegli apvienot arī ar citiem elementiem, lai izveidotu sakausējumus, piemēram, misiņu, fosfora bronzu un berilija varu, kuriem ir augstākas vadītspējas vērtības.

Iepriekš alvas pārklāts tērauds ir rentabls materiāls, kas bloķē zemāku frekvenču iekļūšanu. Oglekļa tērauds ir vēl viena ideāla izvēle, kas var bloķēt frekvences, kuras citiem sakausējumiem un elementiem pietrūkst. Šiem materiāliem bieži ir alvas apšuvums, lai novērstu to koroziju.

Ir zināms, ka vara sakausējums spēj izturēt koroziju. Alumīnijs ir vēl viena ideāla izvēle, kas, lai gan jums jāpārbauda tā galvaniskā korozija un oksidēšanās īpašību dēļ, tā var kalpot dažādiem pielietojumiem, pateicoties tā labajai izturības un svara attiecībai un lielajam daudzumam vadītspēja.

•••Syed Hussain Ather

1836. gadā fiziķis Maikls Faradejs novēroja, kā uzlādēts vadītājs lieko lādiņu uzglabā paša materiāla iekšpusē, nevis dobumā, kuru diriģents ir norobežojis. Viņš pārklāja istabu ar metāla foliju. Ar elektrostatisko ģeneratoru ārpusē viņš pamanīja, ka iekšpusē nav maksas saskaņā ar viņa elektroskopu - ierīci, ko izmanto elektriskā lādiņa mērīšanai. Viņš to izmantoja, lai šim ģeneratoram uzbūvētu Faradejas būru.

Septiņus gadus vēlāk Faradejs parādīja, ka lādiņš paliek uz metāla virsmu vadītāja virsmas. Izmantojot metāla spaini ar ledu, viņš parādīja, ka elektriskais lādiņš vadītāja apvalkā rada maksu uz korpusa iekšējās virsmas. Uzlāde neietekmēja čaulas iekšējo tilpumu. Izmantojot elektroskopu elektrisko lādiņu mērīšanai, viņa eksperiments kļūs par pirmo kvantitatīvo eksperimentu ar elektrisko lādiņu.