Faradėjaus narvo tinklelio brėžinys. Pirminiai apsaugos įtaisai (pastatų apsauga nuo žaibo)

Dar 1836 metais tam tikras anglų mokslininkas Michaelas Faradėjus atliko labai įdomų ir informatyvų eksperimentą. Pagal jo nurodymus, didelis medinis narvas buvo įklijuotas skardinio popieriaus (staniolio) lakštais. Tada jis buvo izoliuotas nuo žemės paviršiaus ir stipriai įkrautas, naudojant tokios konstrukcijos potencialų skirtumą nuo žemės buvo toks stiprus, kad kai prie jo priartėjo kūnai, jis buvo prijungtas prie žemės paviršiaus, iš jo išorinio paviršiaus išlėkė kibirkštys. Nenuostabu, kad šis Faradėjaus narvas sukėlė baimę daugeliui liudininkų. Pats anglų fizikas buvo jo struktūroje, rankose laikydamas labai jautrų elektroskopą.

Ką atskleidė Faradėjaus narvas?

Bandymo metu fizikas savo rankose parodė visiškai aptarnaujamą prietaisą visiškas nebuvimas elektros krūvis. Tai reiškia, kad tokia konstrukcija gali būti veiksmingai naudojama kaip apsauginis skydas. Vėliau pavyko išsiaiškinti, kad tokio ekrano gebėjimas neutralizuoti elektromagnetinę spinduliuotę labai priklauso nuo jo medžiagos storio, paviršiaus efekto gylio ir angų dydžio santykio su įtakingų bangų ilgiu. Taigi jie leido žmonėms rasti būdą, kaip apsaugoti jautrią įrangą ir žmonių sveikatą žalingas poveikis galinga Ši savybė plačiai naudojama praktikoje, ir sunku įsivaizduoti, kas nutiktų žmonijai, jei ne drąsaus fiziko išradingumas ir drąsa.

Kaip veikia Faradėjaus narvas?

Kai uždaras elektrai laidus apvalkalas patenka į elektrinį lauką, jis pradeda veikti laisvuosius elektronus, dėl to priešingos tokios konstrukcijos pusės įgauna krūvius, o tai savo ruožtu sukuria lauką, kuris visiškai kompensuoja išorinė įtaka... Reikėtų pažymėti, kad Faradėjaus narvas gali apsaugoti tik nuo elektrinio lauko. Ir magnetinis laukas, su sąlyga, kad jis yra statinis, laisvai įsiskverbia į vidų. Todėl tokios konstrukcijos viduje esantis kompasas veiks tinkamai. Dinaminio elektrinio lauko atveju atsitinka taip: jis sukuria dinaminį magnetinį lauką, kuris pagal fizikos dėsnius sukuria savo kintantį elektrinį lauką, kuris neleidžia sukurti magnetinis laukas tokio ekrano viduje.

Šiuolaikiniai Faradėjaus narvai

Šiuo metu anglų fiziko atrastas reiškinys naudojamas radijo dažnių kajutėms, ekranuotoms patalpoms ir radijo dažnių dėžėms. Tokios patalpos plačiai naudojamos visur, kur reikia apsaugoti žmogų nuo elektrinio lauko. Kaip elektrai laidi medžiaga dabar dažniausiai naudojama plona metalinė tinklelis arba perforuoto plieno lakštai, o pačios konstrukcijos turi būti įžemintos, kad būtų išsklaidytos elektros srovės, kurios gali atsirasti dėl išorinės spinduliuotės.
Be to, Faradėjaus narvas yra plačiai naudojamas atliekant visų rūšių kompiuterinės įrangos, elektroninių komponentų ir tt bandymus. Yra net specialūs atskiri ekranavimo rinkiniai, o kai kurios bendrovės siūlo apsaugoti savo butus, kad būtų užtikrintas didesnis saugumas.

Michaelas Faradėjus buvo garsus anglų eksperimentinis mokslininkas, davęs pasauliui tokius išradingus išradimus kaip elektromagnetinė indukcija elektros, elektros variklio, transformatoriaus ir daugelio kitų prietaisų, kuriuos vis dar naudojame, gamybą.

Tačiau šiandien mes kalbėsime apie prietaisą, kurį jis išrado XIX amžiaus viduryje. Tai vadinamasis Faradėjaus narvas.

Prietaiso veikimas grindžiamas uždarame elektrai laidžiame apvalkale esančių elektronų gebėjimu įeinant į elektrinį lauką įgyti krūvį, kuris kompensuoja išorinių laukų poveikį. Taigi narvo sienos apsaugo viduje esančią erdvę nuo išorinės elektromagnetinės spinduliuotės poveikio.

Toks Faradėjaus narvas netgi gali apsaugoti žmogų nuo elektros iškrovos. Tačiau priešinga tvarka Faradėjaus narvelyje susidaranti spinduliuotė neišeis, jei padarysite ją laidžiu sluoksniu į vidų. Todėl, pavyzdžiui, esame apsaugoti nuo mikrobangų krosnelės spinduliuotės poveikio, kai esame šalia jos veikimo metu.

Kodėl šis prietaisas buvo vadinamas narvu?

Kai kurie iš jų net pasistato sau namus, kurie yra „Faradėjaus narvai“, kad visiškai apsisaugotų galimas poveikis elektromagnetinė radiacija. Tokio namo pavyzdį galite pamatyti aukščiau esančioje nuotraukoje. Bute jo savininkas tikrai galės išgyventi bet kokį kataklizmą. Ši tema ypač populiari tarp žmonių, kurie bijo visų rūšių radiacijos ir jų poveikio sveikatai, taip pat tarp tų, kurie tiki pasauline katastrofa ir ruošiasi išgyventi po jos.

Faradėjaus narvas - kaip pasigaminti iš improvizuotų priemonių?

Dauguma paprastas variantas padaryti Faradėjaus narvą savo rankomis gali būti bet koks daiktas su sandariu dėklu, elektrai laidžiu išoriniu sluoksniu ir nelaidžiu sluoksniu viduje.

Toks daiktas gali būti tiesiog bet koks namų apyvokos daiktas, kurį galima uždaryti. Forma gali būti labai įvairi: dėžutė, cilindras, rutulys - iš esmės bet kas. Vidinė dalis turi būti pagamintas iš bet kokios medžiagos, kuri nelaiko elektros srovės: kartono, popieriaus, medžio, plastiko ir kt. Todėl lengviausias būdas yra paimti paruoštą metalinį daiktą ir į vidų įkišti elektrai nelaidų sluoksnį arba, priešingai, paimkite daiktą iš nelaidžio sluoksnio ir apvyniokite jo išorines dalis laidžiu sluoksniu (pvz., folija). Net jei tik įvyniosite savo prietaisą į foliją, tai jau bus paprasčiausias Faradėjaus narvas, pagamintas savo rankomis.

Pastaba! Efektyviausi yra naminiai narvai, pagaminti iš medinių karkasinių konstrukcijų, naudojant varinius arba aliuminio tinklus. Jei nuspręsite Faradėjaus narvą montuoti iš paruošto metalinio daikto, įsitikinkite, kad dangtelis ir dėžutė yra geras kontaktas, kuri užtikrina patikimą apsaugą nuo spinduliuotės įsiskverbimo į vidų. Taip pat, kad daiktas pagamintas iš cinkuoto metalo.

Šis Faradėjaus narvas (nuotrauka parodyta) yra pagamintas iš įprastos medinės dėžutės.

Faradėjaus narvą taip pat galite pasigaminti iš įprastos metalinės šiukšliadėžės, metalinės dėžutės ar neemaliuoto kibiro su dangteliu, tiesiog išklodami vidinį paviršių kartonu.

Tokia sena įrankių dėžė gali būti puikus šio prietaiso pagrindas.

Ar narve gali būti skylių?

Jei šios skylės yra palyginti mažos, palyginti su bangos ilgiu, tada taip, jos gali turėti skylių. Pavyzdžiui, 1 GHz bangos bangos ilgis yra 0,3 m laisvoje erdvėje, taigi, jei skylė narve yra mažesnė už šią vertę, viskas gerai! Štai kodėl ląstelės taip dažnai statomos iš tinklelio.

Ką daryti su durimis?

Jei ketinate statyti didelį narvą su durimis ar tarpeliais tarp dangčio ir pagrindo, į narvą gali prasiskverbti nedidelis elektromagnetinės spinduliuotės kiekis. Todėl tokioms konstrukcijoms geriausia naudoti juostelę ar medžiagą ant siūlių, kuri praleidžia elektros energiją ir tuo pačiu uždaro siūlę.

Ką galima naudoti iš turimų įrankių?

Viskas, ką matote savo namuose, yra leidžiama, jei tai pagaminta iš laidžių medžiagų. Yra daug pavyzdžių:

metalinių šiukšlių dėžės;
kaušai;
dėžės;
dėžės;
mikrobangų krosnelės ir kt.

Ar man reikia įžeminti konstrukciją?

Vis dar nėra sutarimo, ar Faradėjaus narvas turėtų būti įžemintas, ar ne.

Bet tai priklauso nuo daugelio veiksnių - dydžio, kur ir kam jis bus naudojamas ir tt Bet Bendrosios taisyklės yra tokios: mažų konstrukcijų nereikia įžeminti, tačiau didelėms reikia tai padaryti.

Dideliame narve gali atsirasti elektromagnetinė spinduliuotė, kuri gali pakenkti žmogui, netyčia palietus veikiantį prietaisą. Kadangi mažoje ląstelėje spinduliuotė yra maža.

Todėl, prieš svarstydami dizainą, atidžiai išstudijuokite įžeminimo rekomendacijas.

Kaip patikrinti Faradėjaus narvo veikimą?

Galite įdėti į veikiantį radiją, kai įjungtas stiprus FM kanalas. Jei uždarę narvą vis dar girdite radijo veikimą, jis nėra sandariai uždarytas.

Arba galima įdėti į vidų Mobilusis telefonas ir pabandyk jam paskambinti. Jei telefonas yra už diapazono ribų, ląstelė veikia gerai.

Taigi, dabar jūs žinote, kas tai yra, kam jis skirtas ir kaip savo rankomis pasidaryti Faradėjaus narvą. Pirkdami paruoštą narvą ar nusprendę pasigaminti savo, įsitikinkite, kad dydis atitinka jūsų poreikius, kad jame tilptų viskas, ko norite. Ar tai reikalinga moksliniams eksperimentams, ar norint apsaugoti elektroniką nuo elektromagnetinės spinduliuotės poveikio, nėra taip svarbu. Iš patogių įrankių visada galite lengvai pasigaminti savo Faradėjaus narvą.

Kūno pavadinimas Švietimo skyrius	Švietimo departamento Taimyro Dolgano-Neneco savivaldybės rajono administracija
Švietimo įstaigos pavadinimas	Taimyro savivaldybės valstybinė švietimo įstaiga „Dudinskajos 7 -oji vidurinė mokykla“
Konferencijos pavadinimas	Savivaldybės mokslinė ir praktinė tyrimų ir projektavimo darbų konferencija „Auksinis rašiklis“
Darbo tipas	Tiriamasis darbas
Krypties pavadinimas (skyrius)	Fizika ir matematika
Darbo temos pavadinimas	"Faradėjaus narvas"
PILNAS VARDAS Autorius	Mastyuginas Dmitrijus Sergejevičius, gimęs 2000 m. Gegužės 28 d
Namų adresas	Dudinka, šv. Dudinskaja, 13, 328 -asis butas
Studijų vieta	TMK OU „Dudinskajos mokykla Nr. 7“
Klasė	9 "B"
prižiūrėtojas	Denisas Prochorovas
Kontaktinis numeris	8-913-502-24-66

anotacija

Šiame darbe aš laikau vieną iš problemų, susijusių su žmonių ir įvairių tikslų apsaugos nuo elektromagnetinės spinduliuotės problemomis. Analizuodamas techninę literatūrą, taip pat atkreipiau dėmesį į Faradėjaus narvo modelį. Ir jis stebėjosi galimybe tokią ląstelę sukurti mažu ir dideliu mastu.

Suformulavo hipotezę:

Apibrėžė darbo tikslą:

Nustatykite užduotis:

Dėl to jis studijavo Faradėjaus narvo principą. Prietaiso veikimas grindžiamas uždarame elektrai laidžiame apvalkale esančių elektronų gebėjimu įkrauti krūvį, kai jie patenka į elektrinį lauką.

Sukūrė Faradėjaus narvo modelį. Ši dėžutė yra nelaidus ir aliuminio. Sužinojau, kad prietaisas sulaiko elektromagnetinę spinduliuotę.

Turinys

Įvadas ……………………………………………………………… ..

Teorinė dalis ………………………………………………………

I skyrius Elektromagnetinė spinduliuotė ………………………………… ..

Fizinė elektromagnetinės spinduliuotės esmė. Peržiūrėjo ……

Mobiliųjų telefonų elektromagnetinė spinduliuotė ………………

Michaelio Faradėjaus atradimas ……………………………………….

SkyriusII. Praktinė dalis …………………………………………….

Faradėjaus narvo kūrimas ……………………………………

Teorinis absorbuojančios medžiagos skaičiavimas auditorijai

Išvada ……………………………………………………………….

Bibliografija ………………………………………………………

Priedai …………………………………………………………… ..

Įvadas

Kartais pastebėjau, kad kai kuriuose kambariuose mobilusis ryšys pradeda silpnėti arba net visiškai išnyksta. Susidomėjęs šiuo klausimu, pradėjau tyrinėti šio reiškinio priežastis. Pasirodo, kad tokį efektą sukelia vadinamasis Faradėjaus narvas.

Hipotezė: Ar realu parengti auditoriją egzaminų laikymui taip, kad egzaminui nebūtų galima naudotis internetu, jei vis dar būtų įmanoma į kabinetą atsinešti ryšio priemones.

Darbo tikslas: atlikti techninį medžiagų skaičiavimą, būtiną auditorijos įrangai.

Darbo užduotys:

1) atskleisti elektromagnetinės spinduliuotės sąvokos esmę;

2) Išstudijuokite Faradėjaus narvo principą;

3) Padarykite Faradėjaus narvo modelį;

4) Įgytas žinias pritaikykite kurdami.

Studijų objektas - elektromagnetinė radiacija.

Dalyko tyrimas - medžiagų gebėjimas sulaikyti elektromagnetinę spinduliuotę.

Tyrimo metodai ir metodai:

Techninės literatūros studijos;

Šaltinių internete tyrimas;

Faradėjaus narvo gamyba;

Eksploatacinių medžiagų apskaičiavimas.

Teorinė dalis

I skyrius. Elektromagnetinė spinduliuotė

1. Fizinė elektromagnetinės spinduliuotės prigimtis. Peržiūrėjo

Gyvenimo procese žmogų veikia natūralūs magnetiniai laukai (žemės magnetinis laukas, saulės radijo spinduliavimas, atmosferos elektra), taip pat dirbtiniai elektromagnetiniai laukai. Nors natūralus elektromagnetinis laukas tūkstančius metų praktiškai išliko pastovus, pastaraisiais dešimtmečiais dirbtinių elektromagnetinių laukų lygis smarkiai išaugo.

Dirbtinių elektromagnetinių laukų šaltiniai yra: žemo dažnio elektromagnetiniai laukai, naudojami pramoninėje gamyboje, aukšto dažnio laukai (radijo ryšys, televizija, radijo transliacija); mikrobangų elektromagnetiniai laukai (radaras, navigacija, medicina, korinis ryšys).

Elektromagnetinės spinduliuotės tipai

Elektromagnetinė spinduliuotė paprastai dalijama iš dažnių diapazonai... Tarp diapazonų nėra aštrių perėjimų, jie kartais sutampa, o ribos tarp jų yra savavališkos. Kadangi spinduliuotės sklidimo greitis yra pastovus, jo svyravimų dažnis yra standžiai susijęs su bangos ilgiu vakuume.

Radijo bangos - elektromagnetinė spinduliuotė, kurios bangų ilgis yra 5 × 10-5 - 1010 metrų, o dažnis atitinkamai nuo 6 × 1012 Hz iki kelių. Radijo bangos naudojamos duomenims perduoti radijo tinkluose. Radijo bangos sukuriamos tekant per atitinkamo dažnio kintamosios srovės laidininkus. Priešingai, per erdvę einanti elektromagnetinė banga sužadina atitinkamą laidininko kintamąją srovę. Ši savybė naudojama radijo inžinerijoje projektuojant antenas. Perkūnija yra natūralus šio diapazono bangų šaltinis.

Spektro optinė sritis yra matoma, infraraudonųjų spindulių ir Ultravioletinė radiacija... Tokio regiono pasirinkimas pasirenkamas ne tik dėl atitinkamų spektro dalių artumo, bet ir dėl jo tyrimui naudojamų ir istoriškai sukurtų daugiausia matomos šviesos (lęšių ir veidrodžių spinduliuotės fokusavimui) panašumų. , prizmės, difrakcinės grotelės, trukdžių įtaisai, tiriantys spinduliuotės spektrinę sudėtį ir kt.).

Bangų dažniai spektro optinėje srityje jau yra palyginami su natūraliais atomų ir molekulių dažniais, o jų ilgis - su molekulių dydžiais ir tarpmolekuliniais atstumais. Dėl šios priežasties reiškiniai, kuriuos sukelia atominė materijos struktūra, šioje srityje tampa esminiai. Dėl tos pačios priežasties kartu su bangų savybėmis pasireiškia ir kvantinės šviesos savybės.

Garsiausias optinės spinduliuotės šaltinis yra Saulė. Jo paviršius (fotosfera) įkaitinamas iki 6000 laipsnių temperatūros ir šviečia ryškiai balta šviesa (nepertraukiamo saulės spindulių spektro maksimumas yra 550 nm „žaliojoje“ srityje, kur taip pat yra didžiausias akies jautrumas. esančios). Būtent todėl, kad gimėme šalia tokios žvaigždės, šią elektromagnetinės spinduliuotės spektro dalį tiesiogiai suvokia mūsų pojūčiai.

Spinduliuotė optiniame diapazone atsiranda ypač tada, kai kūnai kaitinami (infraraudonoji spinduliuotė dar vadinama šiluma) dėl atomų ir molekulių šiluminio judėjimo. Kuo labiau kūnas šildomas, tuo didesnis dažnis, kuriuo yra jo spinduliuotės spektro maksimumas. Esant tam tikram kaitinimui, kūnas pradeda švytėti matomame diapazone (kaitrumas), pirmiausia raudonai, vėliau geltonai ir pan. Priešingai, optinio spektro spinduliuotė turi šiluminį poveikį kūnams.

Optinė spinduliuotė gali būti generuojama ir registruojama atliekant chemines ir biologines reakcijas. Vienas garsiausių cheminės reakcijos, kurie yra optinės spinduliuotės imtuvas, naudojamas fotografijoje. Energijos šaltinis daugumai Žemėje esančių būtybių yra fotosintezė - biologinė reakcija, vykstanti augaluose veikiant saulės optinei spinduliuotei.

2. Mobiliųjų telefonų elektromagnetinė spinduliuotė

Korinis radiotelefonas yra viena iš sparčiausiai besivystančių telekomunikacijų sistemų. Pagrindiniai sistemos elementai korinis ryšys yra bazinės stotys (BS) ir mobilieji radijo telefonai (MRT). Bazinės stotys palaiko radijo ryšį su mobiliaisiais radiotelefonais, todėl BS ir MRI yra UHF diapazono elektromagnetinės spinduliuotės šaltiniai. Svarbi savybė korinio radijo ryšio sistema yra labai efektyvus naudojimas radijo dažnių spektrą, skirtą sistemos veikimui, o tai suteikia galimybę daugybei abonentų suteikti telefono ryšį. Sistema naudoja principą padalinti kai kurias teritorijas į zonas, arba „ląsteles“, dažniausiai 0,5–10 kilometrų spinduliu.

Bazinės stotys bendrauja su mobiliojo ryšio radijo telefonais, esančiais jų aprėpties zonoje, ir veikia signalo priėmimo ir perdavimo režimu. Priklausomai nuo standarto, BS skleidžia elektromagnetinę energiją dažnių diapazone nuo 463 iki 1880 MHz. BS antenos montuojamos 15–100 metrų aukštyje nuo žemės paviršiaus ant esamų pastatų arba ant specialiai pastatytų stiebų.

Remiantis technologiniais korinio ryšio sistemos kūrimo reikalavimais, antenų kryptinis modelis vertikalioje plokštumoje apskaičiuojamas taip, kad pagrindinė spinduliuotės energija (daugiau nei 90%) būtų sutelkta gana siaurame „pluošte“. Jis visada nukreiptas nuo konstrukcijų, ant kurių yra BS antenos, ir virš gretimų pastatų, būtina sąlyga normaliam sistemos funkcionavimui.

Mobilusis radijo telefonas (MRT) yra mažo dydžio siųstuvas-imtuvas. Priklausomai nuo telefono standarto, perdavimas atliekamas 453–1785 MHz dažnių diapazone. MRT spinduliuotės galia yra kintama vertė, kuri labai priklauso nuo ryšio kanalo „mobilusis radijo telefonas - bazinė stotis“ būsenos, ty kuo aukštesnis BS signalo lygis priėmimo vietoje, tuo mažesnė MRT spinduliuotės galia. . Didžiausia galia yra 0,125–1 W, tačiau realioje situacijoje ji paprastai neviršija 0,05–0,2 W.

3. Michaelio Faradėjaus atradimas

Šis Faradėjaus teiginys susijęs su 1854 m.: "Esu tikras, kad tiesos apie šį gyvenimą negalima priimti net neprilygstamiausioje žmogaus išminties apraiškoje. Ji atskleidžiama ne per mūsų pačių protą, bet per elementarų tikėjimą liudijimu, mus ". Sprendžiant iš to, kokie tobuli ir nuostabūs savo paprastumu buvo jo eksperimentai, galime pasakyti, kad Faradėjus tarnavo mokslui tiesiogine tikėjimo ir tiesos prasme.

Michaelas Faradėjus buvo žinomas per savo gyvenimą ir daugelį dešimtmečių numatė mokslinės minties raidą. Jis buvo toks prieštaringas veikėjas, kad studentai ir pasekėjai jo puikius atradimus laikė nepakankamo išsilavinimo rezultatu ir nepasitikėjo jo eksperimentų tikslumu dėl mokslininko charakterio „keistenybių“. Galbūt tame yra dalis tiesos: vaikščiodamas mokslu savo ypatingu būdu, visiškai prieštaraudamas vyraujančiai mokslinei pasaulėžiūrai, Faradėjus dažnai rasdavo šablonų ir matydavo tarpusavio santykius, kur niekas prieš jį jų neatpažindavo ir nematydavo ...

Michaelas Faradėjus pasauliui padovanojo tokius išradingus išradimus kaip elektromagnetinė indukcija, kuri yra elektros gamybos pagrindas, elektros variklis, transformatorius ir daugelis kitų prietaisų, kuriuos naudojame ir šiandien.

Aš jums papasakosiu apie prietaisą, kurį jis išrado XIX amžiaus viduryje. Tai vadinamasis Faradėjaus narvas.

Kodėl šis prietaisas buvo vadinamas narvu?

Nes pirmuosius praleidau su metaliniu narvu. Net ir šiandien pramoninis dizainas yra pagamintas ir atrodo kaip metalinis narvas, pagamintas iš medžiagų, kurios gerai praleidžia elektrą. Jo efektyvumas ir galia priklauso nuo medžiagos, iš kurios ji pagaminta, storio ir angos dydžio santykio su veikiančio išorinio lauko bangos ilgiu.

Faradėjaus narvas - kaip tai veikia

Viskas išradinga yra paprasta! Taigi pats šio prietaiso veikimo principas yra labai paprastas - kai Faradėjaus narvas patenka į elektrinio lauko įtaką, medžiagos, iš kurios jis pagamintas, viduje esantys laisvi elektronai pradeda judėti ir tam tikru būdu susirenka. Dėl to priešingos ląstelės sienos gauna priešingus krūvius, o tai sukuria naują lauką, kuris turi priešingą kryptį nei išorinis. Šis naujas laukas kompensuoja išorės įtaką elektromagnetinis laukas, o tai reiškia, kad ląstelės viduje nėra elektros triukšmo ar elektrinio lauko.

Šis atspindžio ar ekranavimo metodas veikia tik veikiamas elektrinių ir kintamų magnetinių laukų, kuriuos jie taip pat sukuria. Šis prietaisas negalės apsaugoti nuo statinio magnetinio lauko.

Kam tai?

Jis daugiausia naudojamas pramonėje, siekiant apsaugoti įrangą nuo nepageidaujamos elektromagnetinės spinduliuotės. Pavyzdžiui, montuojant medicininius tomografus. Jis labai dažnai naudojamas laboratorijose, kur būtina atlikti didelio tikslumo matavimus ir sumažinti elektromagnetinio triukšmo poveikį. Pramonėje dažniausiai naudojami specialistai, kurie gali teisingai apskaičiuoti visus ląstelės parametrus.

Kasdieniniame gyvenime šio išradimo savybes dažniausiai patariama naudoti visų rūšių apsaugai Elektroniniai prietaisai(mobiliuosius telefonus, planšetinius kompiuterius ir pan.) dėl elektromagnetinės spinduliuotės ar impulsų (bangų) sugadinimo. Šią bangą gali sukelti arba kai kurios gamtos reiškinys pavyzdžiui, žybsniai saulėje.

Kai kurie iš jų net pasistato sau namus, kurie yra „Faradėjaus narvai“, kad visiškai apsisaugotų nuo galimos elektromagnetinės spinduliuotės įtakos. Tokio namo pavyzdį galite pamatyti aukščiau esančioje nuotraukoje. Bute jo savininkas tikrai galės išgyventi bet kokį kataklizmą. Ši tema ypač populiari tarp žmonių, kurie bijo visų rūšių radiacijos ir jų poveikio sveikatai, taip pat tarp tų, kurie tiki pasauline katastrofa ir ruošiasi išgyventi po jos.

Skyrius II ... Praktinė dalis

1. Faradėjaus narvo gamyba

Paprasčiausias variantas Faradėjaus narvo gamybai savo rankomis gali būti bet koks daiktas su sandariu dėklu, elektrai laidus išorinis sluoksnis ir nelaidus sluoksnis viduje.

Toks daiktas gali būti tiesiog bet koks namų apyvokos daiktas, kurį galima uždaryti. Forma gali būti labai įvairi: dėžutė, cilindras, rutulys - iš esmės bet kas. Vidinė dalis turi būti pagaminta iš bet kokios elektros nelaidžios medžiagos: kartono, popieriaus, medžio, plastiko ir pan. Todėl lengviausias būdas yra paimti paruoštą metalinį daiktą ir į vidų įdėti nelaidų sluoksnį, arba atvirkščiai, paimkite daiktą iš nelaidžio sluoksnio ir apvyniokite jo išorines dalis laidžiu sluoksniu (pvz., folija). Net jei tik įvyniosite savo prietaisą į foliją, tai jau bus paprasčiausias Faradėjaus narvas, pagamintas savo rankomis.

Pastaba! Efektyviausi yra naminiai narvai, pagaminti iš medinių karkasinių konstrukcijų, naudojant varinius arba aliuminio tinklus. Jei nuspręsite Faradėjaus narvą montuoti iš paruošto metalinio daikto, įsitikinkite, kad dangtelis ir dėžutė gerai kontaktuoja, o tai užtikrina patikimą apsaugą nuo spinduliuotės įsiskverbimo į vidų. Taip pat, kad daiktas pagamintas iš cinkuoto metalo.

Faradėjaus narvą taip pat galite pasigaminti iš įprastos metalinės šiukšliadėžės, metalinės dėžutės ar neemaliuoto kibiro su dangteliu, tiesiog išklodami vidinį paviršių kartonu.

Tokia sena įrankių dėžė gali būti puikus šio prietaiso pagrindas.

Ar narve gali būti skylių?

Jei šios skylės yra palyginti mažos, palyginti su bangos ilgiu, tada taip, jos gali turėti skylių. Pavyzdžiui, 1 GHz bangai ji yra 0,3 m laisvoje erdvėje, taigi, jei skylė narve yra mažesnė už šią vertę, viskas gerai! Štai kodėl ląstelės taip dažnai statomos iš tinklelio.

Ką daryti su durimis?

Ką galima naudoti iš turimų įrankių?

Viskas, ką matote savo namuose, yra leidžiama, jei tai pagaminta iš laidžių medžiagų. Yra daug pavyzdžių:

metalinių šiukšlių dėžės;

kaušai;

dėžės;

mikrobangų krosnelės ir kt.

Ar man reikia įžeminti konstrukciją?

Vis dar nėra sutarimo, ar Faradėjaus narvas turėtų būti įžemintas, ar ne.

Bet tai priklauso nuo daugelio veiksnių - dydžio, kur ir kokiam tikslui jis bus naudojamas ir tt Tačiau bendrosios taisyklės yra tokios: jums nereikia įžeminti mažų konstrukcijų, tačiau didelėms reikia tai padaryti.

Dideliame narve gali atsirasti elektromagnetinė spinduliuotė, kuri gali pakenkti žmogui, netyčia palietus veikiantį prietaisą. Kadangi mažoje ląstelėje spinduliuotė yra maža.

Todėl, prieš svarstydami dizainą, atidžiai išstudijuokite įžeminimo rekomendacijas.

Kaip patikrinti Faradėjaus narvo veikimą?

Galite įdėti į veikiantį radiją, kai įjungtas stiprus FM kanalas. Jei uždarę narvą vis dar girdite radijo veikimą, jis nėra sandariai uždarytas.

Arba galite įdėti savo mobilųjį telefoną į vidų ir pabandyti jam paskambinti. Jei telefonas yra už diapazono ribų, ląstelė veikia gerai.

2. Teorinis absorbuojančios medžiagos apskaičiavimas auditorijai

Aš renkuosi dėžutę ir laidžią medžiagą būsimam paprastam Faradėjaus narvo modeliui.

1. Dėžutė, pagaminta iš dielektriko (polipropileno) iš vaizdo juostosVHS.

2. Maistinės kokybės laidžios aliuminio folijos ritinėlis.

Technologinį modelio surinkimą atlieku klijais. Atlieku ląstelių tyrimus.

A. Pirmiausia paskambinu telefonu, kuris yra uždarytoje dėžutėje. Jis yra už tinklo ribų.

B. Tada aš bandau skambinti iš telefono, kuris yra uždaroje dėžutėje. Išorinis telefonas niekaip nereaguoja.

Fizikos kabineto eksploatacinių medžiagų apskaičiavimas:

Ilgis - 6 m; plotis - 5 m; aukštis - 3 m; bendras plotas - 126 m 2 (lubos, grindys, keturios sienos);

Penofolis: 4 ritiniai (30 m · 1,2 m · 4 mm) - 8120 rublių;

Gipso kartonas - 25 lakštai (1,2 m · 3,0 m) - 8850 rublių (neskaitant grindų ir dvigubo stiklo langų);

Lenoleumas 30 m 2 - 4800 rublių;

Tapetai arba nuotraukų tapetai;

Gipso kartono savisriegiai varžtai;

Sienų glaistas ir gruntas bei sutvirtinanti juosta.

Bendra kaina yra 21 770 rublių.

Išvada

Studijavo Faradėjaus narvo principą. Prietaiso veikimas grindžiamas uždarame elektrai laidžiame apvalkale esančių elektronų gebėjimu įkrauti krūvį, kai jie patenka į elektrinį lauką;

Sukūrė Faradėjaus narvo modelį. Ši dėžutė yra nelaidus ir aliuminio. Išsiaiškinta, kad prietaisas sulaiko elektromagnetinę spinduliuotę;

Apskaičiuota ir medžiagos, skirtos klasei, kurioje vyks egzaminas, kaina. Tam prireikė tokių pagrindinių medžiagų kaip gipso kartonas ir penofolis. Finansinės išlaidos: 21 770 rublių. Kudryavcevas P. S. Faradėjus. - M., 1969 m.

Radovskis M. I. Michailas Faradėjus. Bibliografinis eskizas. - M., 1946 m.

Radovskis M. I. Faradėjus. - M., 1936 m.

Faradėjus M. Eksperimentiniai tyrimai už elektrą. Per iš anglų kalbos. E.A. Černyševa ir Ya.R. Schmidtas - Černyševa. - SSRS mokslų akademija. 1947 m.

Programos

Faradėjaus narvo kūrimas

Faradėjaus narvo testas

Nors korinio ryšio operatoriai Jie dosniai finansuoja korumpuotus mokslininkus per dotacijas ir rašo ataskaitas apie mikrobangų spinduliuotės naudą žmogaus organizmui, yra žmonių, kurie vis dar galvoja: ar tai tikrai saugu? Ir kodėl turtingi ir galingi žmonės, kuriems priklauso mobiliojo ryšio įmonės ir gamyklos, skirtos išmaniesiems telefonams ir „Wi-Fi“ įrangai gaminti, neskuba atsisakyti aukšto dažnio radijo spindulių šaltinių, o tokiems mąstantiems piliečiams prancūzų kompanija „Spartan“ išleido nuostabų prietaisą - nešiojamąjį Faradėjaus narvą.

Kas yra Faradėjaus narvas?

Faradėjaus narvas yra iš neaiškiai narvą primenantis įtaisas, pagamintas iš laidžių elementų ir skirtas apsaugoti nuo elektromagnetinės spinduliuotės. Objektas, įdėtas į Faradėjaus narvą, nebus paveiktas išorinių EM laukų ir atvirkščiai. Kalbėjimas paprasta kalba, ląstelė yra paprasta ir efektyvus metodas apsisaugoti nuo radiacijos.

Taigi, ląstelė buvo išrasta seniai, jos veiksmingumas įrodytas, tačiau kodėl ji negalėjo būti naudojama anksčiau, siekiant apsaugoti nuo mobiliųjų telefonų spinduliuotės? Atsakymas akivaizdus: mažai žmonių nori savanoriškai sėdėti narve. Net ir dėl savo sveikatos.

Technologinė revoliucija Spartane

Naujoviškas prancūzų mokslininkų iš Spartos laimėjimas buvo tas, kad jie pirmieji pasaulyje suprato, kaip Faradėjaus narvą padaryti gabenamą. Žmogus tiesiog užsideda sau ir gali palyginti laisvai judėti. Tačiau iškilo problema - ląstelių nešiklis, estetiniu požiūriu, ir toliau atrodė kaip kiaulė. Ne visi išdrįstų atvykti į jį dirbti. Ir tada mokslininkai padarė antrąją technologinę revoliuciją ir padarė ląstelę formos faktoriumi, apimančiu dėvėjimą po drabužiais. Susipažinkite su Spartos dubens elektromagnetiniu skydu.

„Spartan“ kelnės (modelis „Spartan“)

Narvelio strypai pagaminti į gaminį įaustų sidabrinių siūlų pavidalu. Prietaisas apsaugo iki 99% elektromagnetinės spinduliuotės mikrobangų diapazone. Jei norite - atneškite savo išmanųjį telefoną prie kiaušinių (žr. Nuotrauką). Jei norite - padėkite nešiojamąjį kompiuterį ant asmeninių daiktų (žr. Nuotrauką žemiau). Rezultatas tas pats - svarbiausia kūno dalis yra patikimai apsaugota nuo radiacijos.

Įrenginio kaina yra 2500 rublių. Sėklidžių elektromagnetinis skydas bus prieinamas 2017 m. Birželio mėn.

Dar 1836 metais anglų fizikas ir išradėjas Michaelas Faradėjus sukūrė specialų prietaisą, skirtą apsaugoti įrangą nuo elektromagnetinės spinduliuotės. Šis prietaisas yra aktualus šiai dienai ir, kaip ir anksčiau, turi mokslininko vardą. Tai apie Faradėjaus narvą.

Šis prietaisas yra apsauginis narvas, pagamintas iš labai laidaus metalo ir paprastai yra įžemintas. Šio paprasto prietaiso veikimo principas taip pat yra gana paprastas:

Kai ląstelę veikia išorinis elektrinis laukas, ląstelės metalo laisvieji elektronai paleidžiami, o priešingos konstrukcijos pusės įkraunamos taip, kad jų laukas kompensuoja išorinį elektrinį lauką.

Tai galima patikrinti atlikus paprastą eksperimentą su dviem elektroskopais ir Faradėjaus narvu, įkrautu iš aukštos įtampos šaltinio: prie žalvarinio Faradėjaus narvo vidinio paviršiaus pritvirtintas ir jo viduje esantis elektroskopas neparodys elektros krūvio. parodys lauke prijungtas elektroskopas.

Nuolatinis magnetinis laukas, skirtingai nei elektrinis, netrukdomai prasiskverbs į ląstelę. Tačiau, kadangi kintamasis elektrinis laukas, generuojantis kintamą magnetinį lauką, yra ekranuojamas ląstelės, kintamasis magnetinis laukas neprasiskverbia į ląstelę, nes jis tiesiog neturi laiko atsirasti. Dėl šios priežasties Faradėjaus narvas apsaugo savo vidinę erdvę ir joje esančius objektus ne tik nuo elektrinio lauko, bet ir nuo išorinių elektromagnetinių bangų poveikio.

Jei mes atkreipiame dėmesį į aukštus dažnius, tada elektromagnetines bangas aukštas dažnis(palyginti su kameros tinklelio elemento dydžiu) iš dalies atsispindės nuo elemento ir tiesiog išnyks metalo storyje, sukeldamas sūkurines sroves ir galiausiai išsisklaidys šilumos pavidalu .

Nepaisant to, Faradėjaus narvo ekranavimo funkcijos efektyvumas yra susijęs su šiais parametrais: su paviršinio sluoksnio (odos sluoksnio) gyliu, su narvo metalo storiu ir su angos dydžiu. išorinės spinduliuotės bangos ilgiui, nuo kurio reikia ekranuoti. Taigi ekranuojant kabelius naudojami Faradėjaus narvai su konstrukcijos iš gerai laidžių medžiagų laidininkais. Kad Faradėjaus narvas veiktų efektyviai, ląstelių dydis būtinai turi būti daug mažesnis už ekranuotos spinduliuotės bangos ilgį.

Kiekvienas gali sutikti įvairius Faradėjaus narvus. Ant mikrobangų krosnelės durų yra metalinis tinklelis, kurio elementai yra gana maži, palyginti su magnetrono generuojamu bangos ilgiu. Mikrobangų krosnelė veikia 2450 MHz dažniu, o bangos ilgis čia yra šiek tiek didesnis nei 12 cm, akivaizdu, kad mikrobangų durelių tinklelis lengvai apsaugo šią spinduliuotę ir neleidžia jai ištrūkti.

Likusio narvo vaidmenį mikrobangų krosnelėje atlieka metalinė kamera, kurioje yra pašildytas maistas. Beje, jei įdėsite mobilųjį telefoną į mikrobangų krosnelę (išjungtas!), Tada jis nebus iš aprėpties zonos, nes GSM standarto korinio ryšio bangos yra net ilgesnės nei bangos, kurias sukuria mikrobangų krosnelė magnetronas.

Yra metaliniai kostiumai, veikiantys individualaus Faradėjaus narvo principu, pagaminti iš nerūdijančio plieno ir vario pluošto. Tokius kostiumus naudoja aukštos įtampos elektros linijų montuotojai, nes net ir atjungta, daugelio kilometrų ilgio linija, kaupia pavojingą statinio krūvio kiekį. O kostiumas apsaugo žmogų nuo elektros šoko.

Tokie apsauginiai rinkiniai, pagaminti iš sidabro audinio, apsaugo elektrikus nuo žalingo aukštos įtampos įrenginių elektromagnetinio lauko poveikio, kai elektros komponentas yra labai didelis. Tokie rinkiniai, pasak jų gamintojų, yra skirti apsaugoti:

nuo pramoninio dažnio elektrinio lauko poveikio;

nuo kintamo elektromagnetinio lauko sukeltos poslinkio srovės poveikio;

nuo intensyvios elektromagnetinės spinduliuotės poveikio, atsirandančio dėl iškrovimo tarp atjungiklių kontaktų;

nuo iškrovų elektros srovė liečiant įžemintus ar izoliuotus objektus, įrangos dalis, taip pat žolę ir mažus krūmus;

nuo elektros sužalojimų, kai jie susiduria su sukelta ar pakopine įtampa.

Rinkiniai sukuria uždarą ekranuotą erdvę aplink kostiumu apsirengusio žmogaus kūną, neįskaitant bet kokio elektrinio lauko įsiskverbimo viduje. Visi rinkinių elementai yra pagaminti iš elektrai laidžių medžiagų ir yra sujungti padidinto laidumo kanalais ir elektrai laidžiais kontaktiniais laidais. Tokių kostiumų dėka žmogaus kūnas yra manevruojamas ir užtikrinamas saugus elektrostatinio ar talpinio pobūdžio srovių nutekėjimas.

Mėgėjai taip pat vilki kostiumus, primenančius atskirus Faradėjaus narvus. Srovė tiesiog teka per kostiumo paviršių ant laidžių dalių, turinčių mažesnį pasipriešinimą, nepažeidžiant parodoje dalyvaujančio asmens.

Kaip matote, Faradėjaus narvas šiandien naudojamas daugelyje vietų. Aukštos įtampos elektros instaliacijos yra uždarytos Faradėjaus narvuose, Faradėjaus narvai-parodose, galiausiai, bet kokia gamyba, susijusi su pavojinga mikrobangų krosnele ir kita elektromagnetine spinduliuote, negali išsiversti be ištisų dirbtuvių ir patalpų, uždarytų Faradėjaus narvuose.

Tikimės, kad šis straipsnis jums buvo naudingas, ir dabar jūs suprantate, koks svarbus gali būti paprastas įrenginys, primenantis įprastą tinklelį. Juk Faradėjaus narvas įvairios aplikacijos ne tik apsaugo įvairią įrangą, jautrią elektriniams laukams ir radiacijai, bet ir apsaugo žmonių sveikatą, užkerta kelią vėžiui ir daugeliui kitų ligų, kurias gali sukelti per didelis gyvo organizmo elektromagnetinės spinduliuotės poveikis.

Andrejus Povny