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 电 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: