Faradayova klietka pre 5 GHz žiarenie. Majiteľ baru v Anglicku nainštaloval Faradayovu klietku na blokovanie mobilnej komunikácie v podniku.

Veľký anglický vedec Michael Faraday je známy po celom svete ako objaviteľ, vynálezca elektrického motora, transformátora a mnohých ďalších zariadení, ktoré dodnes nestratili svoj význam. Jedna z nich, vynájdená v polovici 19. storočia, je známa ako Faradayova klietka.

Dizajn a princíp činnosti

Toto zariadenie dostalo svoje meno vďaka tomu, že na prvé experimenty bola použitá kovová klietka, ktorej materiál sa vyznačoval vysokou elektrickou vodivosťou. Táto konfigurácia sa zachovala dodnes. Hrúbka použitého materiálu robí klietku tak výkonnou a efektívnou, ako sa vyžaduje v každom konkrétnom prípade. Tieto indikátory sú ovplyvnené pomerom veľkosti bunky k vlnovej dĺžke vonkajšieho poľa.

Princíp činnosti zariadenia a jeho účinok je pomerne jednoduchý. Keď sa bunka dostane pod vplyv elektrického poľa, voľné elektróny sa začnú pohybovať vo vnútri jej kovových štruktúr. Začnú sa spájať a vytvárajú určitú konfiguráciu. V protiľahlých stenách konštrukcie sa vytvárajú opačné náboje, pod vplyvom ktorých vzniká nové pole v smere opačnom k ​​vonkajšiemu poľu.

Toto novovzniknuté pole pôsobí proti vonkajším elektromagnetickým poliam a kompenzuje ich vplyv. Výsledkom je, že vnútri bunky nie sú žiadne elektrické polia ani šum. Niekedy sa Faradayova klietka ako zariadenie na ukladanie energie zvažuje čisto teoreticky, pretože elektrina sa v konštrukcii dlho neudrží.

Ak chcete otestovať tieto fyzikálne javy, musíte si vziať dva elektroskopy a umiestniť jeden z nich dovnútra a druhý mimo bunky. Podľa toho prvé zariadenie nič neukáže, ale druhé zaznamená prítomnosť elektrických nábojov. Táto kontrola potrebné, ak potrebujete zariadenie vyrobiť sami.

Na rozdiel od elektrického poľa preniká do bunky takmer bez prekážok konštantné magnetické pole. Premenná sem nemôže preniknúť rovnakým spôsobom, pretože jednoducho nestihne vzniknúť kvôli tieneniu článku striedavého elektrického poľa. Preto môže Faradayova klietka chrániť pred akýmkoľvek vonkajšie vplyvy- elektrické a elektromagnetické.

Aplikácia Faradayovej klietky

Princíp fungovania klietky je základom konštrukcie mnohých ochranných zariadení. Napríklad vysokofrekvenčné elektromagnetické vlny sa v závislosti od veľkosti článkov čiastočne odrážajú od článku a v mnohých prípadoch sú jednoducho utlmené v hrúbke kovu. Tento efekt spôsobuje indukciu vírivých prúdov, ktoré sa následne rozptyľujú a uvoľňujú ako teplo.

Tieniaca funkcia článku závisí od hrúbky kovu, hĺbky povrchovej vrstvy, veľkosti článku a jeho vzťahu k vonkajšej vlnovej dĺžke. Rôzne káble sú tienené podľa princípu Faradayovej klietky a ich konštrukcia využíva materiály s dobrou vodivosťou. Na zvýšenie účinnosti takýchto systémov sú veľkosti buniek v nich výrazne menšie ako vlnová dĺžka, pred ktorou clona chráni.

Klietkový princíp je široko používaný v moderných mikrovlnných rúrach. Mikrovlnné dvierka sú vybavené kovovou sieťkou s malými článkami, oveľa menšími ako je vlnová dĺžka magnetrónu. Takmer všetky pracujú na frekvencii 2450 MHz a vlnová dĺžka je o niečo väčšia ako 12 cm Z toho vyplýva, že sieťka inštalovaná na dverách ľahko cloní vnútorné žiarenie a neprepúšťa ho von.

Funkcie zvyšných strán klietky v mikrovlnnej rúre plní kovová komora, kde sa umiestňuje jedlo, ktoré sa má ohrievať. Ak vložíte do vypnutej rúry mobilný telefón, potom sa stane nedostupným pre sieť, pretože vlnová dĺžka GSM je dlhšia ako vlny magnetrónu. Preto nedokážu prekonať ochranný účinok mikrovlnného zariadenia.

Určené pre prácu s vysokonapäťovými elektrickými vedeniami rôzne druhy ochranné kovové obleky, ktoré využívajú aj princíp Faradayovej klietky. Materiálom pre nich sú tenké vlákna vyrobené z medi alebo nehrdzavejúcej ocele. Tieto obleky poskytujú spoľahlivú ochranu, pretože aj dlho odpojené elektrické vedenie môže akumulovať statické náboje, ktoré sú nebezpečné pre ľudský život a zdravie. Strieborná metalická tkanina účinne neutralizuje škodlivé účinky elektromagnetické polia akýchkoľvek vysokonapäťových inštalácií.

Vďaka takýmto súpravám sa okolo Ľudské telo vzniká uzavretý tienený priestor, cez ktorý dovnútra nepreniknú žiadne elektrické polia. Na všetky odevy sa používajú materiály, ktoré vedú elektrinu. Sú navzájom spojené kanálmi so zvýšenou vodivosťou a na svorkách sú inštalované elektricky vodivé kontakty. S touto ochranou prúdy bezpečne tečú a idú do zeme.

Vlastná výroba zariadenia

Výroba Faradayovej klietky vlastnými rukami z najvhodnejších predmetov je pomerne jednoduchá. Niekedy je možné vopred vypočítať zariadenie pre vopred známu vlnovú dĺžku. To možno vykonať ručne alebo použiť špeciálnu online kalkulačku, do ktorej sa zadajú potrebné počiatočné údaje. Po vykonaní výpočtov si môžete vybrať najvhodnejší dizajn.

Samotné zariadenie môže byť vyrobené z hotovej bunky. Najdôležitejšie je, aby veľkosti buniek zodpovedali vypočítaným údajom. V jeho neprítomnosti sú vhodné akékoľvek predmety, ktoré majú utesnené telo, ako aj vodivú vrstvu na vonkajšej strane a nevodivú vrstvu na vnútornej strane. Ak chýba, vnútorná dielektrická časť môže byť vyrobená z lepenky, dreva, papiera a iných podobných materiálov.

V inom prípade pri výrobe klietky vlastnými rukami vezmete predmet vyrobený z dielektrika, ktorý je zabalený do fólie alebo iných vodivých materiálov. Ochranný účinok bude vo všetkých prípadoch rovnaký.

Majiteľ kokteilového baru vo východnom Sussexe niekoľko rokov sledoval, ako jeho zákazníci spolu takmer nekomunikujú a hneď po príchode do podniku hľadeli na displej telefónu. Aj spriatelené skupinky sa po vytiahnutí telefónov z vreciek a tašiek zmenili na hŕbu samotárov.

Steve Tyler, tak sa volal majiteľ baru, sa rozhodol vrátiť staré dobré časy. Za týmto účelom nainštaloval do stien a stropu baru kovovú sieť, ktorá blokuje signál z veže mobilnej siete, čím bráni jeho ďalšiemu prechodu. Sieť spoľahlivo blokovala signál mobilnej siete, takže používanie smartfónu alebo tabletu s 3G modulom v bare sa stalo zbytočným. Nemôžete hovoriť ani chatovať. Pán Tyler povedal, že tento krok umožnil patrónom jeho baru „stať sa súčasťou reálny svet“ a pamätajte na iných ľudí.

To, čo majiteľ baru nainštaloval, sa nazýva Faradayova klietka. Ide o systém, ktorý vynašiel anglický fyzik a chemik Michael Faraday v roku 1836 na ochranu zariadenia pred vonkajšími elektromagnetickými poľami. Typicky je takýmto systémom uzemnená klietka vyrobená z vysoko vodivého materiálu.

Chráni len pred elektrickým poľom, statické magnetické pole preniká do bunky. V oblasti vysoké frekvencie pôsobenie takejto clony je založené na odraze elektromagnetické vlny od povrchu obrazovky a útlm vysokofrekvenčnej energie v jej hrúbke v dôsledku tepelných strát v dôsledku vírivých prúdov.

Klietka, ktorú Tyler vytvoril, podľa vlastných slov nie je ideálna. Skladá sa zo striebornej fólie a medenej drôtenej siete. A hoci spoľahlivosť systému nie je 100%, návštevníci stále stratili možnosť telefonickej komunikácie. Namiesto toho, ako tvrdí Tyler, sa začali medzi sebou rozprávať.

Tento spôsob blokovania bunkových signálov a bezdrôtové siete Tyler si vybral, pretože systémy potlačenia mobilné komunikácie, bežne nazývané "rušičky" sú nezákonné. Sú zakázané nielen v Spojenom kráľovstve, ale aj v USA. Nie je to tak dávno, čo Federálna komisia pre komunikáciu (FCC) potrestala obyvateľa Floridy v USA, ktorý na ceste použil silnú celulárnu rušičku. Zariadenie ukryl pod sedadlom svojej Toyoty Highlander.

V tom istom roku bol 63-ročný obyvateľ Chicaga odsúdený a pokutovaný za používanie takéhoto zariadenia vo vlaku od roku 2014. Chytiť ho trvalo dlhšie ako Humphreysovi. A problém bol v tom, že majiteľ rušičky mohol rušiť nielen každodenné rozhovory ľudí, ale aj telefonáty na záchrannú službu a políciu. Podozrivého odhalili, keď rušil telefón neďalekého policajta v civile.

Čakali by ste, že sa ľudia budú sťažovať na majiteľa baru, kde viete, že nemôžete používať telefón. Ale nie, jediná sťažnosť prišla od človeka, ktorý si všimol, že jeho telefón funguje. A bol presunutý k inému stolu, kde bol signál úplne zablokovaný. Podľa Tylera nie je inštalácia Faradayovej klietky zákonom zakázaná. Je to pasívne, nie aktívna metóda potlačenie bunkového signálu. Tylerove slová potvrdzuje aj hovorca Ofcomu: "Na rozdiel od rušičiek je Faradayova klietka pasívna, hoci ovplyvňuje príjem signálu."

„Mobilné telefóny sa stali súčasťou našich životov a ak ideme do baru, klubu alebo na iné miesto, často si ich berieme so sebou. Ale telefóny sú antisociálne,“ hovorí Steve Tyler.

Na stoloch sú inštalované retro telefóny, prostredníctvom ktorých si zákazníci môžu objednať alebo komunikovať s ostatnými zákazníkmi prevádzky.

Hoci mobilných operátorov Veľkoryso financujú skorumpovaných vedcov cez granty a píšu dávky správ o výhodách mikrovlnného žiarenia pre ľudský organizmus, sú ľudia, ktorí sa stále pýtajú: je to naozaj bezpečné? A prečo sa bohatí a mocní ľudia, ktorí vlastnia mobilné spoločnosti a továrne vyrábajúce smartfóny a zariadenia Wi-Fi, neponáhľajú investovať do zdrojov vysokofrekvenčného rádiového vyžarovania? Pre takýchto premýšľavých občanov vydala francúzska spoločnosť Spartan úžasné zariadenie - prenosná Faradayova klietka.

Čo je Faradayova klietka?

Faradayova klietka je zariadenie, ktoré v skutočnosti trochu pripomína klietku, ktorá je vyrobená z vodivých prvkov a je určená na ochranu pred elektromagnetickým žiarením. Objekt umiestnený vo Faradayovej klietke nebude ovplyvnený vonkajšími EM poliami a naopak. Rozprávanie jednoduchým jazykom, bunka je jednoduchá a efektívna metóda chráňte sa pred žiarením.

Takže klietka bola vynájdená už dávno, jej účinnosť bola preukázaná, ale prečo by sa nemohla použiť skôr na ochranu pred žiarením mobilného telefónu? Odpoveď je zrejmá: málokto chce dobrovoľne sedieť v klietke. Aj v záujme vlastného zdravia.

Technologická revolúcia v Spartane

Inovatívnym prelomom francúzskych vedcov zo Spartanu bolo, že ako prví na svete uvažovali o tom, ako urobiť Faradayovu klietku prenosnou. Človek si ho jednoducho oblečie a môže sa relatívne voľne pohybovať. Ale problém zostal - nosná bunka z estetického hľadiska naďalej vyzerala ako dorka. Nie každý by sa v ňom odvážil prísť pracovať. A potom vedci urobili druhú technologickú revolúciu a vyrobili bunku s tvarovým faktorom, ktorý sa dal nosiť pod oblečením. Zoznámte sa so sparťanským panvovým elektromagnetickým štítom.

Spartan slipy (model „Spartan“)

Tyče klietky sú vyrobené vo forme strieborných nití votkaných do výrobku. Zariadenie tieni až 99 % elektromagnetického žiarenia v mikrovlnnej oblasti. Ak chcete, prineste si k vajíčkam smartfón (viď foto). Ak chcete, položte notebook na osobné veci (pozri fotografiu nižšie). Výsledok je rovnaký – najdôležitejšia časť tela je spoľahlivo chránená pred žiarením.

Náklady na zariadenie sú 2 500 rubľov. Elektromagnetický štít semenníkov bude možné zakúpiť v júni 2017.

Skryte svoj mobilný telefón alebo smartfón pred svetom zablokovaním všetkých prichádzajúcich a odchádzajúcich rádiových frekvencií pomocou Faradayovho vrecka. Podobné puzdrá a tašky sa už objavili na predaj v geek obchodoch a na Kickstarteri pod sloganom „Chráňte svoje údaje pred hackermi“. Vaše zariadenie zabalené v podobnom obale už nie je detekovateľné žiadnou WiFi, GPS, Bluetooth, GLONASS a samotným poskytovateľom komunikačných služieb, teda operátorom.

Tiež podobné vrecko - skvelý spôsob okamžite „zatvorte“ svoj telefón podľa potreby: napríklad, ak ste v kine, v zálohe (len žartujete) alebo len chcete zastaviť otravné hovory od určitej osoby.

K tomu si stačí vrecko na nohaviciach (alebo iné vhodné oblečenie) podložiť špeciálnou tkaninou s jemným kovovým tkaním a vrecko bude schopné odrážať všetky prichádzajúce signály a absorbovať energiu. Účinok ochrany niečoho cez vodivú tkaninu sa tiež nazýva „Faradayova klietka“ (pomenovaná podľa vedca, ktorý klietku vynašiel, Michaela Faradaya), odkiaľ pochádza aj názov vreciek, tašiek a puzdier.

Ušiť niečo také vlastnými rukami je hračka. Navyše, pre zvedavé mysle, je to zábavný vedecký experiment zahŕňajúci elektrické pole. Vodivá tkanina sa dá ľahko nájsť na predaj na RuNet. Vyberte si ripstop (vystuženú tkaninu) s väzbou nikel/med: táto tkanina má vysoký stupeň tienenia a pracuje sa s ňou najjednoduchšie. A pamätajte, že pre požadovaný efekt nemusí byť vrstva takejto látky hrubá, čo uľahčuje prácu.

1. Vyberte si nohavice, ktoré vám nevadí meniť. Oblečenie si nebudete musieť strihať, takže si ho nezničíte: vyberte si tie, ktoré nosíte najčastejšie, alebo si podobným spôsobom vysteľte vrecká viacerých párov. Niekomu by sa hodilo podložiť obe vrecká vodivou látkou, no pamätajte, že aj vy potrebujete obvyklé miesto nosiť bežne funkčný mobilný telefón.

2. Otočte nohavice naruby, narovnajte jedno vrecko a podložte pod neho okraj vodivej látky. Optimálne je, aby vrecko sedelo úplne – od švov, ktoré ho držia, cez nohavice až po spodné švy samotného vrecka. Pomocou fixky na látku alebo čohokoľvek iného (od pera po pastelku alebo špicaté mydlo) obkreslite vrecko na vodivej látke.

3. Látku vyberieme, preložíme tak, aby nám na zakrúžkovanej ploche vznikli 2 vrstvy hmoty, látku v tomto mieste prišpendlíme a vystrihneme 2 strany na vrecko - s prídavkom 1,5-2 cm po celom obvode .

4. Vyberte špendlíky, na každú stranu vrecka položte jeden vystrihnutý kus materiálu, ktorý úplne zakryjete vodivou látkou. Pomocou špendlíkov zošpendlíme obe vrstvy látky aj vrecko k sebe, aby všetko perfektne držalo na svojom mieste.

5. Navlečte do šijacieho stroja pravidelné silné nite a nastavte kratšiu (maximálnu priemernú) dĺžku kroku bežného rovného švu. Po obvode vo vzdialenosti 1,5-2 cm od okraja zošijeme okraje vrecka a oba kusy vodivej látky tam, kde je to možné. Ostatné – ťažko dostupné miesta – dorobíme ručne ihlou a niťou. Zhora cez vrecko!Vrecko tiež prešijeme rovno cez! To znamená, že zošijeme všetky 4 vrstvy k sebe: 2 strany vrecka a vrch 2 kusov vodivej látky, pričom ponecháme len malý otvor na vloženie a vybratie telefónu (ale aj to bez väčších problémov, pretože môžete roztrhnite vrecko prstami).

Vo vrecku/puzdre/Faradayovom vrecku môžu zostať malé otvory – pokiaľ sú malé vzhľadom na dĺžku dopadajúcej elektromagnetickej vlny. Napríklad 1 GHz vlna má vo voľnom priestore dĺžku 0,3 metra. A pokiaľ je otvor výrazne menší ako tento rozmer (napríklad niekoľko milimetrov), neprepustí veľké množstvo padajúca vlna. Preto musí byť diera, ktorá zostala vo vrecku na telefón, utesnená - napríklad vodivou elektrickou páskou, alebo môžete pri zošívaní svojej vrstvy látky a jednej strany vrecka v pároch prišiť suchý zips vnútri vrecka pozdĺž celú šírku otvoru v hornej časti. Nemusíte ho však zašívať ani lepiť, pretože napríklad na džínsoch hrubá látka udrží okraje vrecka pokope.

Pre najlepší výsledok Telefón vo vrecku by mal byť vždy úplne pokrytý vodivou látkou. Ale ak si strčíte ruku do vrecka bez suchého zipsu alebo sa len zohnete/skrčíte – to je všetko, signál sa začne znova vysielať.

Taška/puzdro

Čo sa týka otvorov a spoľahlivosti, je analogicky oveľa lepšie (vodivá tkanina plus hrubá tkanina len preto, aby bolo puzdro pevné), ušiť pre akékoľvek vaše zariadenie - či už je to smartfón alebo tablet - puzdro alebo tašku so suchým zipsom, prebieha pozdĺž celého otvoreného okraja zo všetkých strán.

Majiteľ kokteilového baru vo východnom Sussexe niekoľko rokov sledoval, ako jeho zákazníci spolu takmer nekomunikujú a hneď po príchode do podniku hľadeli na displej telefónu. Aj spriatelené skupinky sa po vytiahnutí telefónov z vreciek a tašiek zmenili na hŕbu samotárov.

Steve Tyler, tak sa volal majiteľ baru, sa rozhodol vrátiť staré dobré časy. Za týmto účelom nainštaloval do stien a stropu baru kovovú sieť, ktorá blokuje signál z veže mobilnej siete, čím bráni jeho ďalšiemu prechodu. Sieť spoľahlivo blokovala signál mobilnej siete, takže používanie smartfónu alebo tabletu s 3G modulom v bare sa stalo zbytočným. Nemôžete hovoriť ani chatovať. Pán Tyler povedal, že tento krok umožnil patrónom jeho baru „byť súčasťou skutočného sveta“ a spomínať na iných ľudí.

To, čo majiteľ baru nainštaloval, sa nazýva Faradayova klietka. Ide o systém, ktorý vynašiel anglický fyzik a chemik Michael Faraday v roku 1836 na ochranu zariadenia pred vonkajšími elektromagnetickými poľami. Typicky je takýmto systémom uzemnená klietka vyrobená z vysoko vodivého materiálu.

Chráni len pred elektrickým poľom, statické magnetické pole preniká do bunky. Vo vysokofrekvenčnej oblasti je pôsobenie takejto clony založené na odraze elektromagnetických vĺn od povrchu clony a útlme vysokofrekvenčnej energie v jej hrúbke v dôsledku tepelných strát v dôsledku vírivých prúdov.

Klietka, ktorú Tyler vytvoril, podľa vlastných slov nie je ideálna. Skladá sa zo striebornej fólie a medenej drôtenej siete. A hoci spoľahlivosť systému nie je 100%, návštevníci stále stratili možnosť telefonickej komunikácie. Namiesto toho, ako tvrdí Tyler, sa začali medzi sebou rozprávať.

Tyler si vybral túto metódu blokovania signálov z mobilných a bezdrôtových sietí, pretože systémy bunkového rušenia, bežne nazývané „rušičky“, sú nezákonné. Sú zakázané nielen v Spojenom kráľovstve, ale aj v USA. Nie je to tak dávno, čo Federálna komisia pre komunikáciu (FCC) informovala o obyvateľovi Floridy v USA, ktorý na cestách používal výkonnú rušičku mobilných telefónov. Zariadenie ukryl pod sedadlom svojej Toyoty Highlander.

V tom istom roku bol 63-ročný obyvateľ Chicaga odsúdený a pokutovaný za používanie takéhoto zariadenia vo vlaku od roku 2014. Chytiť ho trvalo dlhšie ako Humphreysovi. A problém bol v tom, že majiteľ rušičky mohol rušiť nielen každodenné rozhovory ľudí, ale aj telefonáty na záchrannú službu a políciu. Podozrivého odhalili, keď rušil telefón neďalekého policajta v civile.

Čakali by ste, že sa ľudia budú sťažovať na majiteľa baru, kde viete, že nemôžete používať telefón. Ale nie, jediná sťažnosť prišla od človeka, ktorý si všimol, že jeho telefón funguje. A bol presunutý k inému stolu, kde bol signál úplne zablokovaný. Podľa Tylera nie je inštalácia Faradayovej klietky zákonom zakázaná. Toto je skôr pasívny ako aktívny spôsob rušenia bunkového signálu. Tylerove slová potvrdzuje aj hovorca Ofcomu: "Na rozdiel od rušičiek je Faradayova klietka pasívna, hoci ovplyvňuje príjem signálu."

„Mobilné telefóny sa stali súčasťou našich životov a ak ideme do baru, klubu alebo na iné miesto, často si ich berieme so sebou. Ale telefóny sú antisociálne,“ hovorí Steve Tyler.

Na stoloch sú inštalované retro telefóny, prostredníctvom ktorých si zákazníci môžu objednať alebo komunikovať s ostatnými zákazníkmi prevádzky.