法拉第笼

身体的

2022

我们解释了法拉第笼是什么、它的历史、它是如何工作的以及它是如何建造的。此外,日常生活中的例子。

许多屋顶的功能就像一个法拉第笼,可以将内部与电力隔离。

什么是法拉第笼?

法拉第笼是一种内衬材料的容器 电导体 (例如金属板或网),作为抵御 电场 来自国外。

我们日常生活中使用的许多元素都应用了法拉第笼原理,例如:电缆、微波炉、汽车和飞机。它的形状和大小可以变化,以及它所用的材料。

法拉第笼的历史

1836 年,迈克尔法拉第进行了使他能够建造绝缘笼的实验。

法拉第笼以其发明者、英国物理学家迈克尔法拉第 (1791-1867) 的名字命名,他观察到导电材料仅在外部表现出放电效应。这似乎表明导体上的电荷以抵消内部电场的方式分布。

为了证明这一点,法拉第在 1836 年用铝板覆盖了房间的墙壁。使用静电发生器,他施加了高放电 电压 在所说的房间外面。并使用验电器(一种检测存在 电荷 在一个身体中)能够验证房间内的电场为零。

由于这个实验和许多其他实验,法拉第在那些使 具有我们今天所知道的实际用途。

法拉第笼是如何工作的?

当将电场施加到已涂有铝或金属网的容器时,该容器将起到极化的电导体的作用。

当极化时,导体在外部电磁场移动的方向上带正电,同时在相反方向上带负电,产生大小相等但与电磁场相反的电场。应用。

所述容器或法拉第笼内的两个场的总和将为零。也就是说,导电材料在存在外部电场的情况下,总是以内部电场为零的方式对其表面的电荷进行排序。

如何制作法拉第笼?

将手机完全包裹在铝中会阻挡其信号。

制作法拉第笼很简单:它只需要在导电材料内封闭一定的空间。必要的材料很容易获得:金属屏风、铝箔、盒子甚至钢垃圾桶。

在继续之前,我们必须考虑以下几点:

  • 如果我们要使用金属丝网或网格(例如用于鸡舍的那些),该导体中的孔必须小于 长度 信号被阻塞。
  • 内部空间必须完全绝缘,无裂缝。
  • 要使用的导体的厚度将取决于要阻塞的频率。

法拉第笼的制作方法有很多种,但通过这个简单的实验,我们可以检验其特有的屏蔽效果:

  • 用金属网和铝制平台制作一个圆柱体。
  • 将调谐收音机放在平台上,然后将金属丝网圆柱体安装在平台上。您会立即注意到无线电传输是如何停止的。无线电应该接收的电磁波被网格的放置中断。
  • 拿两部手机,确认它们可以毫无困难地拨打和接听电话。然后将其中一部手机包裹在一张铝箔中。拨打此电话时,您会注意到信号被屏蔽。

法拉第笼的例子

法拉第笼的工作原理可以在日常生活中的许多例子中观察到:

  • 当我们注意到我们的手机在电梯里或在由金属网格制成的建筑物内无法工作时,我们正面临着法拉第笼原理的体现。
  • 我们的微波炉配备了法拉第笼,以防止它们 波浪 逃到国外,对我们有一些有害的影响 健康.
  • 修理高压线路的电气技术人员的专用套装。
  • 在雷雨天气驾驶汽车时,建议留在车内,因为它的身体在面对闪电时会像法拉第笼一样发挥作用。
  • 进行核磁共振成像的核磁共振实验室的墙壁上也放置了金属箔或网,以防止波逸出并保护操作员的健康。
  • 网络攻击产生了大量的 产品 抑制最终黑客发出的电磁波。各种各样的 商业 他们提供配件,使我们的设备在无线连接领域隐形:汽车钥匙、背包、信封、钱包或根据法拉第笼原理制造的公文包的盖子。
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