faraday bur

Fysisk

2022

Vi forklarer hva et Faraday-bur er, dets historie, hvordan det fungerer og hvordan det er bygget. Også eksempler fra hverdagen.

Mange tak fungerer som et Faraday-bur for å isolere interiøret fra elektrisitet.

Hva er et Faraday-bur?

Et Faraday-bur er en beholder foret med materialer strømledere (som metallplater eller netting) som fungerer som et skjold mot effekten av en elektrisk felt kommer fra utlandet.

Mange elementer som vi bruker i hverdagen bruker Faraday-burprinsippet, for eksempel: kabler, mikrobølgeovner, biler og fly. Formen og størrelsen kan variere, så vel som materialene den er belagt med.

Historien om Faraday-buret

I 1836 utførte Michael Faraday eksperimentene som tillot ham å bygge det isolerende buret.

Faraday-buret er oppkalt etter oppfinneren, den britiske fysikeren Michael Faraday (1791-1867), som observerte at et ledende materiale bare viste effekten av en elektrisk utladning på utsiden. Dette så ut til å indikere at ladningene på lederen var fordelt på en slik måte at de interne elektriske feltene ble fjernet.

For å bevise dette dekket Faraday i 1836 veggene i et rom med aluminiumsplater. Ved hjelp av en elektrostatisk generator påførte han høye utladninger Spenning utenfor rommet. Og med et elektroskop (en enhet som oppdager tilstedeværelsen av elektriske ladninger i en kropp) var i stand til å bekrefte at inne i rommet var det elektriske feltet null.

Takket være dette og mange andre eksperimenter inntar Faraday en fremtredende plass blant de forskerne som gjorde det mulig for elektrisitet har de praktiske bruksområdene vi kjenner i dag.

Hvordan fungerer et Faraday-bur?

Når et elektrisk felt påføres en beholder som er belagt med aluminium eller metallnett, fungerer beholderen som en elektrisk leder som er polarisert.

Når den er polarisert, blir lederen positivt ladet i retningen som det eksterne elektromagnetiske feltet beveger seg i, og samtidig blir den negativt ladet i motsatt retning, og genererer et elektrisk felt som er like i størrelse, men motsatt av det elektromagnetiske feltet som har blitt anvendt.

Summen av begge feltene, inne i nevnte container eller Faraday-bur, vil være lik null. Det vil si at ledende materialer, i nærvær av eksterne elektriske felt, alltid bestiller ladningene på overflaten på en slik måte at det indre elektriske feltet er null.

Hvordan lage et Faraday-bur?

Å pakke en telefon helt inn i aluminium vil blokkere signalet.

Å lage et Faraday-bur er enkelt: det innebærer bare å lukke et visst rom i et ledende materiale. De nødvendige materialene er ganske tilgjengelige: metallskjermer, aluminiumsfolie, bokser eller til og med en søppelbøtte i stål.

Før vi fortsetter, må vi ta hensyn til følgende:

  • Hvis vi skal bruke trådnett eller gitter (som de som brukes til hønsehus), må hullene i den lederen være mindre enn lengde signal som skal blokkeres.
  • Innvendig plass skal være fullstendig isolert, uten sprekker.
  • Tykkelsen på lederen som skal brukes vil avhenge av frekvensen som skal blokkeres.

Det er mange måter å lage et Faraday-bur på, men med dette enkle eksperimentet kan vi sjekke dets karakteristiske skjermingseffekt:

  • Lag en sylinder med metallnett og en aluminiumsplattform.
  • Plasser en innstilt radio på plattformen, og monter deretter trådnettsylinderen på plattformen. Du vil umiddelbart legge merke til hvordan radiooverføringen stopper. De elektromagnetiske bølgene som radioen skal motta blir avbrutt av plasseringen av nettet.
  • Ta to mobiltelefoner og kontroller at de kan ringe og motta anrop uten problemer. Pakk deretter inn en av telefonene i et ark med aluminiumsfolie. Når du ringer til denne telefonen, vil du legge merke til at signalet er blokkert.

Eksempler på Faraday-buret

Prinsippet som Faraday-burene fungerer etter, kan observeres i mange eksempler fra hverdagen:

  • Når vi legger merke til at mobiltelefonene våre ikke fungerer i en heis eller inne i en bygning laget av metallgitter, står vi overfor en manifestasjon av Faraday-burets prinsipp.
  • Våre mikrobølgeovner er utstyrt med Faraday-bur for å forhindre deres bølger flykte til utlandet og ha noen skadelig effekt på vår Helse.
  • Spesialdressene til elektroteknikere som reparerer høyspentlinjer.
  • Når du kjører bil under tordenvær, anbefales det å holde seg inne i kjøretøyet, siden kroppen vil fungere som et Faraday-bur i møte med lynet.
  • Metallfolier eller netting er også plassert på veggene til MR-laboratorier der MR-er utføres, for å forhindre at bølger slipper ut og beskytte helsen til operatørene.
  • Cyberangrep har generert en betydelig tilførsel av Produkter å hemme de elektromagnetiske bølgene som sendes av eventuelle hackere. Diverse Virksomhet De tilbyr tilbehør for å gjøre enhetene våre usynlige innen trådløse tilkoblinger: deksler til bilnøkler, ryggsekker, konvolutter, lommebøker eller kofferter produsert under prinsippet til Faraday-buret.
!-- GDPR -->