Risba mrežne kletke Faradayja. Naprave za primarno zaščito (strelo zaščita zgradb)

Leta 1836 je neki angleški znanstvenik Michael Faraday izvedel zelo radoveden in poučen eksperiment. Po njegovih navodilih so veliko leseno kletko obložili z listi kositranega papirja (stanyol). Potem je bila izolirana od zemeljskega površja in močno napolnjena s pomočjo potencialne razlike takšne zgradbe z zemljo je bila tako močna, da so se, ko so se ji telesa približala, povezala z talna površina, iskre so odletele z njegove zunanje površine. Ni presenetljivo, da je ta Faradayeva kletka v mnogih očeh vnesla strah. Sam angleški fizik je bil znotraj njegove strukture, v rokah pa je imel zelo občutljiv elektroskop.

Kaj je razkrila kletka Faraday?

Med testom je fizik pokazal popolnoma funkcionalno napravo popolna odsotnost električni naboj. To pomeni, da se takšna konstrukcija lahko učinkovito uporablja kot zaščitni ščit. Kasneje je bilo ugotovljeno, da je sposobnost takega zaslona, \u200b\u200bda nevtralizira elektromagnetno sevanje, v veliki meri odvisna od debeline njegovega materiala, globine površinskega učinka in razmerja velikosti odprtin in dolžine delujočih valov. Tako so ljudem omogočili, da najdejo način, kako zaščititi občutljivo opremo in zdravje ljudi pred škodljivi učinki močna Ta lastnost se v praksi pogosto uporablja in težko si je predstavljati, kaj bi se zgodilo človeštvu, če ne iznajdljivosti in poguma pogumnega fizika.

Kako deluje kletka Faraday?

Ko zaprta električno prevodna lupina vstopi v električno polje, začne delovati na proste elektrone, zaradi česar nasprotne strani takšne strukture pridobivajo naboje, kar posledično ustvari polje, ki popolnoma kompenzira zunanji vpliv... Treba je opozoriti, da lahko kletka Faraday zaščiti le pred električnim poljem. In magnetno polje, pod pogojem, da je statično, prosto prodira v notranjost. Zato bo kompas znotraj takšne strukture pravilno deloval. V primeru dinamičnega električnega polja se zgodi naslednje: ustvari dinamično magnetno polje, ki po zakonih fizike ustvari svoje spreminjajoče se električno polje, kar preprečuje nastanek magnetno polje znotraj takega zaslona.

Moderne kletke Faraday

Trenutno se pojav, ki ga je odkril angleški fizik, uporablja za radiofrekvenčne kabine, zaščitene prostore in radiofrekvenčne škatle. Takšne sobe se pogosto uporabljajo, kjer koli je treba zaščititi osebo pred električnim poljem. Fina kovinska mreža ali listi perforiranega jekla se zdaj običajno uporabljajo kot električno prevodni material, same konstrukcije pa morajo biti ozemljene, da se razpršijo morebitni električni tokovi, ki se lahko pojavijo zaradi zunanjega sevanja.
Poleg tega se kletka Faraday pogosto uporablja za izvajanje vseh vrst testiranj računalniške opreme, elektronskih komponent itd. Obstajajo celo posebni individualni kompleti za zaščito, nekatera podjetja pa za večjo varnost nudijo zaščito ljudi za svoja stanovanja.

Michael Faraday je bil znan angleški eksperimentalni znanstvenik, ki je svetu dal tako iznajdljive izume kot elektromagnetna indukcijaki temelji na proizvodnji električne energije, elektromotorja, transformatorjev in mnogih drugih naprav, ki jih uporabljamo še danes.

Toda danes bomo govorili o napravi, ki jo je izumil sredi 19. stoletja. To je tako imenovana kletka Faraday.

Delovanje naprave temelji na sposobnosti elektronov v zaprti električno prevodni lupini, da ob vstopu v električno polje pridobijo naboj, kar kompenzira učinek zunanjih polj. Tako stene kletke ščitijo prostor v notranjosti pred vplivi zunanjega elektromagnetnega sevanja.

Takšna Faradayeva kletka lahko celo zaščiti človeka pred električnim praznjenjem. Toda v nasprotnem vrstnem redu sevanje, ki nastane v kletki Faraday, ne bo prišlo ven, če naredite prevodni sloj navznoter. Zato smo na primer zaščiteni pred vplivi sevanja mikrovalovne pečice, ko smo med njenim delovanjem v bližini.

Zakaj se je ta naprava imenovala kletka?

Nekateri si celo sami zgradijo hiše, ki so "faraday kletke", da se popolnoma zaščitijo pred možen vpliv elektromagnetno sevanje. Primer takšne hiše lahko vidite na zgornji sliki. V stanovanju bo njen lastnik lahko zagotovo preživel vsako kataklizmo. Ta tema je še posebej priljubljena med ljudmi, ki se bojijo vseh vrst sevanja in njihovega vpliva na zdravje, pa tudi med tistimi, ki verjamejo v svetovno katastrofo in se pripravljajo preživeti po njej.

Faradayeva kletka - kako narediti iz improviziranih sredstev?

Večina enostavna možnost izdelava kletke Faraday z lastnimi rokami je lahko kateri koli predmet z zaprtim ohišjem, električno prevodno zunanjo plastjo in neprevodno plastjo v notranjosti.

Tak predmet je lahko dobesedno kateri koli gospodinjski predmet, ki ga je mogoče zapreti. Oblika je lahko zelo različna: škatla, valj, krogla - na splošno karkoli. Notranji del mora biti izdelan iz kakršnega koli materiala, ki ne vodi elektrike: karton, papir, les, plastika itd. Zato je najlažji način, da vzamete pripravljen kovinski predmet in v njega vstavite neprevodno plast ali obratno, vzamete predmet iz neprevodne plasti in zavijete njegovi zunanji deli s prevodno plastjo (npr. folija). Tudi če napravo samo zavijete v folijo, bo to že najpreprostejša kletka Faraday, narejena z lastnimi rokami.

Opomba! Najbolj učinkovite so domače kletke, izdelane iz konstrukcij iz lesenih okvirjev z uporabo bakrenih ali aluminijastih mrež. Če se odločite za namestitev kletke Faraday iz že dokončanega kovinskega predmeta, se prepričajte, da imata pokrov in škatlo dober stik, ki zagotavlja zanesljivo zaščito pred prodorom sevanja v notranjost. In tudi, da je izdelek izdelan iz pocinkane kovine.

Ta kletka Faraday (prikazana na fotografiji) je narejena iz navadne lesene škatle.

Faradayjevo kletko lahko izdelate tudi iz navadne kante za smeti, kovinske škatle ali neenergiranega vedra s pokrovom, tako da preprosto položite notranjo površino s kartonom.

Tako stara zbirka orodij je lahko odlična podlaga za to napravo.

Ali ima kletka luknje?

Če so te luknje relativno majhne glede na valovno dolžino, potem ja, lahko imajo luknje. Na primer, za 1 GHz valovanje je valovna dolžina 0,3 m v prostem prostoru, tako da če je luknja v kletki manjša od te vrednosti, je vse v redu! Zato so celice zgrajene iz mreže tako pogosto.

Kaj storiti z vrati?

Če boste zgradili veliko kletko z vrati ali vrzeli med pokrovom in podnožjem, potem lahko v kletko prodre majhna količina elektromagnetnega sevanja. Zato je najbolje, da takšne strukture uporabljajo trakove ali material na šivih, ki prenašajo elektriko in hkrati zaprejo šiv.

Kaj lahko uporabimo iz razpoložljivih orodij?

Vse, kar vidite v vašem domu, je dovoljeno, če je izdelano iz prevodnih materialov. Primerov je veliko:

kovinski koši za odpadke;
vedra;
škatle;
škatle;
mikrovalovne omarice itd.

Ali moram pritrditi strukturo?

Še vedno ni soglasja o tem, ali je treba kletko Faradayja prizemljiti ali ne.

Ampak to je odvisno od številnih dejavnikov - velikosti, kje in za kaj se bo uporabljal itd. Toda splošna pravila so naslednji: majhnih struktur ni treba ozemljiti, pri večjih pa je treba to storiti.

Velika kletka lahko ustvari elektromagnetno sevanje, kar lahko človeku škodi, če se slučajno dotakne delovne naprave. V majhni celici je sevanje majhno.

Zato preden razmislite o zasnovi, natančno preučite priporočila za ozemljitev.

Kako preveriti delovanje kletke Faraday?

Noter lahko postavite delujoč radijski sprejemnik z vklopljenim močnim FM kanalom. Če po zapiranju kletke še vedno slišite delovanje radia, potem ni tesno zaprt.

Lahko pa ga damo v notranjost mobilni telefon in ga poskusite poklicati. Če je telefon zunaj dosega, potem celica dobro deluje.

Torej, zdaj veste, kaj je, čemu služi in kako narediti kletko Faraday z lastnimi rokami. Ko kupujete že pripravljeno kletko ali se odločite, da si jo sami naredite, se prepričajte, da velikost ustreza vašim potrebam, tako da lahko vanj namestite karkoli želite. Ali je to potrebno za znanstvene poskuse ali za zaščito elektronike pred vplivi elektromagnetnega sevanja, ni tako pomembno. Vedno lahko preprosto naredite svojo Faradayjevo kletko iz priročnega orodja.

Ime telesa Oddelek za šolstvo	Uprava občinskega okrožja Taimyr Dolgan-Nenets oddelka za šolstvo
Ime izobraževalne ustanove	Taimyr občinska državna izobraževalna ustanova "Dudinskaya srednja šola št. 7"
Ime konference	Občinska znanstveno-praktična konferenca raziskovalnih in oblikovalskih del "Zlato pero"
Vrsta dela	Raziskovalno delo
Ime smeri (razdelek)	Fizika in matematika
Ime teme dela	"Faraday kletka"
POLNO IME avtor	Dmitrij Mastjugin, rojen 28. maja 2000
Domači naslov	dudinka, st. Dudinskaya, 13, apr. 328
Kraj študija	TMK OU "Dudinskaya šola št. 7"
Razred	9 "B"
nadzornik	Prohorov Denis Viktorovič
Kontaktna številka	8-913-502-24-66

pripis

V tem delu štejem za enega od težav zaščite pred elektromagnetnim sevanjem tako ljudi kot opreme za različne namene. Ob analizi tehnične literature sem pozornost usmeril tudi na model kletke Faraday. In spraševal se je o možnosti nastanka takšne celice v majhnem in velikem obsegu.

Oblikoval hipotezo:

Opredelil je namen dela:

Nastavite naloge:

Kot rezultat tega je preučil princip kletke Faraday. Delovanje naprave temelji na sposobnosti elektronov v zaprti električno prevodni lupini, da ob vstopu v električno polje pridobijo naboj.

Izdelala je model kletke Faraday. Ta škatla je neprevodna in aluminijasta površina. Ugotovil sem, da naprava lovi elektromagnetno sevanje.

Kazalo

Uvod ……………………………………………………………… ..

Teoretični del ………………………………………………………

Poglavje I. Elektromagnetno sevanje ………………………………… ..

Fizično bistvo elektromagnetnega sevanja. Vrste ……

Elektromagnetno sevanje mobilnih telefonov ………………

Odkritje Michaela Faradaya ……………………………………….

OdsekII. Praktični del …………………………………………….

Izdelava kletke Faradayja ……………………………………

Teoretični izračun absorbcijskega gradiva za občinstvo

Zaključek …………………………………………………………….

Seznam referenc ………………………………………………………

Dodatki …………………………………………………………… ..

Uvod

Včasih sem opazil, da v nekaterih prostorih začne celična povezava oslabiti ali celo popolnoma izgine. Ko sem se začel zanimati za to vprašanje, sem začel preučevati razloge za ta pojav. Izkaže se, da tako imenovana kletka Faraday povzroča ta učinek.

Hipoteza: Ali je resnično pripraviti občinstvo za opravljanje izpitov tako, da ne bi bilo mogoče uporabiti interneta za izpit, če bi kljub temu v pisarno prinesli komunikacijska sredstva.

Cilj: opraviti tehnični izračun materialov, ki je potreben za opremo občinstva.

Delovne naloge:

1) razkriti bistvo koncepta elektromagnetnega sevanja;

2) preuči načelo kletke Faraday;

3) Naredite model kletke Faraday;

4) Pridobljeno znanje uporabite pri oblikovanju.

Predmet preučevanja - elektromagnetno sevanje.

Predmetna raziskava - sposobnost materialov, da zadržijo elektromagnetno sevanje.

Tehnike in raziskovalne metode:

Študij tehnične literature;

Študija virov na internetu;

Izdelava kletke Faradayja;

Izračun potrošnega materiala.

Teoretični del

Poglavje I. Elektromagnetno sevanje

1. Fizikalna narava elektromagnetnega sevanja. Vrste

V procesu življenja na človeka vplivajo naravna magnetna polja (zemeljsko magnetno polje, radijska oddaja sonca, atmosferska elektrika), pa tudi umetna elektromagnetna polja. Medtem ko naravno elektromagnetno polje že tisočletja ostaja skoraj konstantno, se raven umetnih elektromagnetnih polj v zadnjih desetletjih močno poveča.

Viri umetnih elektromagnetnih polj so: nizkofrekvenčna elektromagnetna polja, ki se uporabljajo v industrijski proizvodnji, visokofrekvenčna polja (radijska komunikacija, TV, radijska oddaja); mikrovalovna elektromagnetna polja (radar, navigacija, medicina, celične komunikacije).

Vrste elektromagnetnega sevanja

Elektromagnetno sevanje običajno delimo s frekvenčni razponi... Med razponi ni ostrih prehodov, včasih se prekrivajo, meje med njimi pa so poljubne. Ker je hitrost širjenja sevanja konstantna, je frekvenca njegovih nihanj togo povezana z valovno dolžino v vakuumu.

Radio valovi - elektromagnetno sevanje z valovnimi dolžinami 5 × 10–5 - 1010 metrov in frekvencami od 6 × 1012 Hz do več. Radijski valovi se uporabljajo za prenos podatkov v radijskih omrežjih. Radijski valovi nastajajo s pretokom skozi AC prevodnike ustrezne frekvence. Nasprotno pa elektromagnetni val, ki poteka skozi prostor, vzbudi ustrezen izmenični tok v prevodniku. Ta lastnost se uporablja v radiotehniki pri načrtovanju anten. Nevihte so naravni vir valov v tem območju.

Optična regija spektra je vidna, infrardeča in ultravijolično sevanje... Izbor take regije je posledica ne le bližine ustreznih delov spektra, temveč tudi podobnosti instrumentov, ki se uporabljajo za njegovo preučevanje in so se zgodovinsko razvili predvsem pri preučevanju vidne svetlobe (leče in ogledala za fokusiranje sevanja, prizme, difrakcijske rešetke, moteče naprave za proučevanje spektralne sestave sevanja itd. itd.).

Frekvencije valov v optičnem območju spektra so že primerljive z lastnimi frekvencami atomov in molekul, njihove dolžine pa so primerljive z velikostmi molekul in medmolekulskimi razdaljami. Zaradi tega na tem področju postajajo pomembni pojavi, ki jih povzroča atomska zgradba materije. Iz istega razloga se skupaj z valom manifestirajo tudi kvantne lastnosti svetlobe.

Najbolj znan vir optičnega sevanja je Sonce. Njegova površina (fotosfera) se segreje na temperaturo 6000 stopinj in sveti s svetlo belo svetlobo (maksimum neprekinjenega spektra sončnega sevanja se nahaja v "zelenem" območju 550 nm, kjer je največ očesne občutljivosti). Prav zato, ker smo se rodili v bližini take zvezde, ta del spektra elektromagnetnega sevanja neposredno zaznavajo naša čutila.

Sevanje v optičnem območju se pojavi zlasti pri segrevanju teles (infrardeče sevanje imenujemo tudi toplotno) zaradi toplotnega gibanja atomov in molekul. Bolj ko se telo segreva, višja je frekvenca, pri kateri se nahaja največ njegovega sevalnega spektra. Z določenim segrevanjem začne telo žareti v vidnem območju (toplota), najprej rdeče, nato rumene in tako naprej. Nasprotno pa sevanje iz optičnega spektra toplotno vpliva na telesa.

Optično sevanje lahko nastaja in beleži v kemijskih in bioloških reakcijah. Eden najbolj znanih kemijske reakcije, ki so sprejemnik optičnega sevanja, se uporablja v fotografiji. Vir energije za večino živih bitij na Zemlji je fotosinteza - biološka reakcija, ki se pri rastlinah pojavi pod vplivom sončnega optičnega sevanja

2. Elektromagnetno sevanje mobilnih telefonov

Celična radiotelefonija je danes eden najhitreje razvijajočih se telekomunikacijskih sistemov. Glavni elementi sistema celična komunikacija so bazne postaje (BS) in mobilni radiotelefoni (MRT). Bazne postaje vzdržujejo radijsko komunikacijo z mobilnimi radiotelefoni, zaradi česar sta BS in MRI vira UHF v območju elektromagnetnega sevanja. Pomembna lastnost celični radijski komunikacijski sistem je zelo učinkovita uporaba radiofrekvenčni spekter, dodeljen za delovanje sistema, ki omogoča znatno število naročnikov telefonske komunikacije. Sistem uporablja načelo delitve določenega ozemlja na cone ali "celice", običajno s polmerom 0,5-10 kilometrov.

Bazne postaje vzdržujejo komunikacijo z mobilnimi radiotelefoni, ki se nahajajo na njihovem območju pokritosti in delujejo v načinu sprejemanja in oddajanja signala. BS oddaja elektromagnetno energijo v frekvenčnem območju od 463 do 1880 MHz. BS antene so nameščene na višini 15–100 metrov od zemeljske površine na obstoječih stavbah ali na posebej zgrajenih jamborjih.

Izhajajoč iz tehnoloških zahtev gradnje celičnega komunikacijskega sistema se usmeritveni vzorec anten v navpični ravnini izračuna tako, da se glavna sevalna energija (več kot 90%) koncentrira v precej ozkem "snopu". Vedno je usmerjen stran od struktur, na katerih se nahajajo BS antene, in nad sosednjimi zgradbami, kar je potreben pogoj za normalno delovanje sistema.

Mobilni radiotelefon (MRI) je majhni oddajnik. Oddaj se izvaja v frekvenčnem območju 453 - 1785 MHz, odvisno od telefonskega standarda. Moč sevanja MRI je spremenljiva vrednost, ki je v veliki meri odvisna od stanja komunikacijskega kanala "mobilna radiotelefonska enota - bazna postaja", tj. Višja je raven BS signala na sprejemnem mestu, manjša je moč sevanja MRI. Največja moč je v območju 0,125–1 W, v resničnih pogojih pa običajno ne presega 0,05–0,2 W.

3. Odkritje Michaela Faradaya

Naslednja Faradayjeva izjava se nanaša na leto 1854: "Prepričan sem, da resnice o tem življenju ne moremo sprejeti niti z neprimerljivim manifestacijo človeške modrosti. Razkrivamo ga ne z lastnim umom, temveč z osnovno vero v pričevanje, ki nam je bilo dano." Sodeč po tem, kako popolni in neverjetni so bili po svoji preprostosti njegovi poskusi, lahko rečemo, da je Faraday služil znanosti v dobesednem pomenu vere in resnice.

Michael Faraday je bil znan že v svojem življenju in je predvideval razvoj znanstvene misli za več desetletij. Bil je tako kontroverzen lik, da so študentje in privrženci smatrali, da so njegova domiselna odkritja rezultat nezadostne izobrazbe in ni zaupala natančnosti njegovih poskusov zaradi "nenavadnosti" značaja znanstvenika. Morda je v tem nekaj resnice: Faraday je hodil v znanosti na njegov poseben način, v popolnem nasprotju s prevladujočim znanstvenim svetovnim nazorom, pogosto našel vzorce in videl medsebojne odnose, kjer jih nihče pred njim ni prepoznal in jih ni mogel videti ...

Michael Faraday je svetu dal tako iznajdljive izume, kot so elektromagnetna indukcija, ki je osnova za proizvodnjo električne energije, elektromotor, transformator in številne druge naprave, ki jih uporabljamo še danes.

Povedal vam bom o napravi, ki jo je izumil sredi 19. stoletja. To je tako imenovana kletka Faraday.

Zakaj se je ta naprava imenovala kletka?

Ker sem prve preživel s kovinsko kletko. Še danes so izdelani industrijski modeli in so videti kot kovinska kletka iz materialov, ki dobro prenašajo elektriko. Njegova učinkovitost in moč sta odvisni od debeline materiala, iz katerega je izdelan, in od razmerja velikosti odprtine do valovne dolžine delujočega zunanjega polja.

Faradayeva kletka - kako deluje

Vse domiselno je preprosto! Torej je sam princip delovanja te naprave zelo preprost - ko je Faradayeva kletka izpostavljena električnemu polju, se prosti elektroni v materialu, iz katerega je izdelan, začnejo premikati in se na določen način zbirajo. Kot rezultat, nasprotne stene celice prejmejo nasprotne naboje, ki ustvarijo novo polje, ki ima nasprotno smer kot zunanje. To novo polje kompenzira zunanje elektromagnetno polje, kar pomeni, da znotraj celice ni električnega hrupa ali električnega polja.

Ta metoda odboja ali zaščite deluje le, kadar je izpostavljena električnim in izmeničnim magnetnim poljem, ki jih tudi ustvarijo. Ta naprava ne more zaščititi pred statičnim magnetnim poljem.

Za kaj gre?

Uporablja se predvsem v industriji za zaščito opreme pred neželenimi elektromagnetnimi sevanji. Na primer pri nameščanju medicinskih tomografov. Zelo pogosto se uporablja v laboratorijih, kjer je treba izvesti zelo natančne meritve in zmanjšati učinek elektromagnetnega hrupa. Pri industrijski uporabi so običajno vključeni strokovnjaki, ki lahko pravilno izračunajo vse parametre celice.

V vsakdanjem življenju se lastnosti tega izuma najpogosteje priporočajo za zaščito vseh vrst elektronske naprave (mobilni telefoni, tablice, itd.) zaradi poškodb zaradi elektromagnetnega sevanja ali impulza (valovanja). Ta val lahko povzroči ali kakšen naravni pojavkot so bliski na soncu.

Nekateri si celo sami zgradijo hiše, ki so "faraday kletke", da bi se popolnoma zaščitili pred možnim vplivom elektromagnetnega sevanja. Primer takšne hiše lahko vidite na zgornji sliki. V stanovanju bo njen lastnik lahko zagotovo preživel vsako kataklizmo. Ta tema je še posebej priljubljena med ljudmi, ki se bojijo vseh vrst sevanja in njihovega vpliva na zdravje, pa tudi med tistimi, ki verjamejo v svetovno katastrofo in se pripravljajo preživeti po njej.

Odsek II ... Praktični del

1. Izdelava kletke Faradayja

Najpreprostejša možnost za izdelavo kletke Faraday z lastnimi rokami je lahko kateri koli predmet z zapečatenim ohišjem, električno prevodno zunanjo plastjo in neprevodno plastjo v notranjosti.

Tak predmet je lahko dobesedno kateri koli gospodinjski predmet, ki ga je mogoče zapreti. Oblika je lahko zelo različna: škatla, valj, krogla - na splošno karkoli. Notranji del mora biti izdelan iz kakršnega koli materiala, ki ne prenaša elektrike: karton, papir, les, plastika itd. Zato je najlažji način, da vzamete pripravljen kovinski predmet in v notranjost vstavite električno neprevodno plast ali obratno, da vzamete predmet iz neprevodne plasti zunanje dele pa ovijte s prevodno plastjo (npr. folijo). Tudi če napravo samo zavijete v folijo, bo to že najpreprostejša kletka Faraday, narejena z lastnimi rokami.

Opomba! Najbolj učinkovite so domače kletke, izdelane iz konstrukcij iz lesenih okvirjev z uporabo bakrenih ali aluminijastih mrež. Če se odločite za namestitev kletke Faraday iz že pripravljenega kovinskega predmeta, se prepričajte, da imata pokrov in škatla dober stik, kar zagotavlja zanesljivo zaščito pred vdorom sevanja v notranjost. In tudi, da je izdelek izdelan iz pocinkane kovine.

Faradayjevo kletko lahko izdelate tudi iz navadne kante za smeti, kovinske škatle ali neenergiranega vedra s pokrovom, tako da preprosto položite notranjo površino s kartonom.

Tako stara zbirka orodij je lahko odlična podlaga za to napravo.

Ali ima kletka luknje?

Če so te luknje relativno majhne glede na valovno dolžino, potem ja, lahko imajo luknje. Na primer za val 1 GHz je v prostem prostoru 0,3 m, tako da je luknja v kletki manjša od te vrednosti, je vse v redu! Zato so celice zgrajene iz mreže tako pogosto.

Kaj storiti z vrati?

Kaj lahko uporabimo iz razpoložljivih orodij?

Vse, kar vidite v vašem domu, je dovoljeno, če je izdelano iz prevodnih materialov. Primerov je veliko:

kovinski koši za odpadke;

vedra;

škatle;

mikrovalovne omarice itd.

Ali moram pritrditi strukturo?

Še vedno ni soglasja o tem, ali je treba kletko Faradayja prizemljiti ali ne.

Ampak to je odvisno od številnih dejavnikov - velikosti, kje in za kaj se bo uporabljal itd. Toda splošna pravila so naslednja: majhnih struktur ni treba ozemljiti, pri velikih pa je treba to storiti.

Velika kletka lahko ustvari elektromagnetno sevanje, kar lahko človeku škodi, če se slučajno dotakne delovne naprave. V majhni celici je sevanje majhno.

Zato preden razmislite o zasnovi, natančno preučite priporočila za ozemljitev.

Kako preveriti delovanje kletke Faraday?

Noter lahko postavite delujoč radijski sprejemnik z vklopljenim močnim FM kanalom. Če po zapiranju kletke še vedno slišite delovanje radia, potem ni tesno zaprt.

Lahko pa vstavite svoj mobilni telefon in ga poskusite poklicati. Če je telefon zunaj dosega, potem celica dobro deluje.

Torej, zdaj veste, kaj je, čemu služi in kako narediti kletko Faraday z lastnimi rokami. Ko kupujete vnaprej izdelano kletko ali se odločite, da boste naredili svojo, se prepričajte, da velikost ustreza vašim potrebam, tako da lahko vanj namestite karkoli želite. Ali je to potrebno za znanstvene poskuse ali za zaščito elektronike pred vplivi elektromagnetnega sevanja, ni tako pomembno. Vedno lahko preprosto naredite svojo Faradayjevo kletko iz priročnega orodja.

2. Teoretični izračun absorbcijskega gradiva za občinstvo

Izbiram škatlo in prevodni material za prihodnji preprost model kletke Faraday.

1. Škatla iz dielektrika (polipropilena) z videokaseteVHS.

2. Zvitek prevodne aluminijaste folije za živila.

Tehnološko sestavljanje modela naredim s pomočjo lepila. Izvajam celične teste.

A. Najprej pokličem telefon, ki je v zaprti škatli. Izven dosega mreže je.

B. Nato poskušam poklicati iz telefona v zaprti škatli. Zunanji telefon se na noben način ne odziva.

Izračun potrošnega materiala za pisarno za fiziko:

Dolžina - 6 m; širina - 5 m; višina - 3 m; skupna površina - 126 m 2 (strop, tla, štiri stene);

Penofol: 4 zvitki (30 m · 1,2 m · 4 mm) - 8120 rubljev;

Mavčne plošče - 25 listov (1,2 m · 3,0 m) - 8,850 rubljev (razen tal in dvojno stekla);

Lenolej 30 m 2 - 4800 rubljev;

Ozadje ali foto ozadje;

Samorezni vijaki za suhozid;

Stenski kiti, temeljni premaz in ojačitveni trak.

Skupna cena je 21.770 rubljev.

Zaključek

Preučil je princip kletke Faraday. Delovanje naprave temelji na sposobnosti elektronov v zaprti prevodni lupini, da ob vstopu v električno polje pridobijo naboj;

Izdelala je model kletke Faraday. Ta škatla je neprevodna in aluminijasta površina. Ugotovili smo, da naprava lovi elektromagnetno sevanje;

Izračunani in stroški gradiva za razred, v katerem bo potekal izpit. Potrebni so bili takšni osnovni materiali, kot suhozid in penofol. Finančni stroški: 21.770 rubljev. Kudryavtsev P. S. Faraday. - M., 1969.

Radovsky M.I.Mikhail Faraday. Bibliografska skica. - M., 1946.

Radovsky M.I.Faraday. - M., 1936.

Faraday M. Eksperimentalne raziskave za elektriko. Per iz angleščine. E.A. Černeševa in Ya.R. Schmidt - Černeševa. - Akademija znanosti ZSSR. 1947.

Prijave

Izdelava kletke Faradayja

Faradayov test kletke

Čeprav mobilni operaterji Z donacijami velikodušno financirajo skorumpirane znanstvenike in v serije pišejo o poročilih o koristih mikrovalovnega sevanja za človeško telo, vendar ljudje še vedno mislijo: ali je to res varno? In zakaj se bogati in močni ljudje, ki imajo v lasti mobilne družbe in tovarne za proizvodnjo pametnih telefonov in opreme Wi-Fi, ne mudijo, da bi se sami vdrli z viri visokofrekvenčne radijske oddaje, za tako misleče državljane pa je francosko podjetje Spartan izdalo neverjetno napravo - prenosno kletko Faraday.

Kaj je kletka Faradaya?

Kletka Faraday je naprava, ki res nejasno spominja na kletko, ki je narejena iz prevodnih elementov in je zasnovana za zaščito pred elektromagnetnim sevanjem. Predmet, postavljen v kletko Faradaya, ne bodo vplivale zunanja polja EM in obratno. Govori preprost jezik, celica je preprosta in učinkovita metoda ščiti pred sevanjem.

Torej, celico so izumili že zdavnaj, njena učinkovitost je dokazana, a zakaj je prej ni bilo mogoče uporabiti za zaščito pred sevanjem mobilnih telefonov? Odgovor je očiten: malo ljudi želi prostovoljno sedeti v kletki. Tudi za svoje zdravje.

Tehnološka revolucija pri Spartanu

Inovativni preboj francoskih znanstvenikov iz Spartana je bil, da so prvi na svetu ugotovili, kako narediti kletko Faradaya za prenos. Človek to preprosto postavi nase in se lahko premika razmeroma svobodno. Toda prišlo je do težave - nosilec celic je z estetskega vidika še naprej izgledal kot gofa. Ne bi si vsi upali priti v službo. In potem so znanstveniki naredili drugo tehnološko revolucijo in naredili celico v obliki faktorja, ki vključuje nošenje pod obleko. Spoznajte Spartan medenični elektromagnetni ščit.

Spartanske hlače (model "Spartan")

Palice kletke so izdelane v obliki srebrnih niti, vpletenih v izdelek. Naprava ščiti do 99% elektromagnetnega sevanja v območju mikrovalov. Če želite - prinesite pametni telefon do jajc (glej fotografijo). Če želite, prenosni računalnik postavite na svoje osebne stvari (glejte spodnjo fotografijo). Rezultat je enak - najpomembnejši del telesa je zanesljivo zaščiten pred sevanjem.

Stroški naprave znašajo 2500 rubljev. Elektromagnetni ščitnik testisov bo na voljo junija 2017.

Leta 1836 je angleški fizik in izumitelj Michael Faraday ustvaril posebno napravo za zaščito opreme pred elektromagnetnim sevanjem. Ta naprava je pomembna do danes in kot prej nosi ime znanstvenika. Gre za kletko Faradayja.

Ta naprava je zaščitna kletka iz visoko prevodne kovine in je običajno ozemljena. Tudi načelo delovanja te preproste naprave je precej preprosto:

Ko zunanje električno polje deluje na celico, se prosti elektroni kovine celice začnejo gibati, nasprotne strani strukture pa se napolnijo, tako da njihovo polje kompenzira zunanje električno polje.

To je mogoče preveriti v preprostem poskusu z dvema elektroskopom in Faradayjevo kletko, napolnjeno iz visokonapetostnega vira: elektroskop, pritrjen na notranjo površino medeninaste Faradayeve kletke in nameščen znotraj njega, ne bo pokazal prisotnosti električnega naboja, medtem ko bo prikazan zunanji elektroskop.

Stalno magnetno polje bo v nasprotju z električnim prodrelo v celico brez ovir. Ker pa celica pregleda izmenično električno polje, ki ustvarja izmenično magnetno polje, izmenično magnetno polje ne prodre v celico, saj preprosto nima časa, da bi se pojavilo. Iz tega razloga kletka Faraday ščiti svoj notranji prostor in predmete v njem, ne le pred električnim poljem, ampak tudi pred delovanjem zunanjih elektromagnetnih valov.

Če smo pozorni na visoke frekvence, potem elektromagnetni valovi visoka frekvenca (v primerjavi z velikostjo celice mreže celice) se bo delno odražalo od celice in bo preprosto preprosto zbledelo v debelini kovine, kar povzroča vrtinčaste tokove v njej in se na koncu razprši kot toplota.

Kljub temu je učinkovitost zaščitne funkcije kletke Faraday povezana z naslednjimi parametri: z globino površinske plasti (kožne plasti), z debelino kovine kletke in z velikostjo odprtine glede na valovno dolžino zunanjega sevanja, iz katerega je potrebno zaščito. Torej, za zaščito kablov se uporabljajo kletke Faraday z vodniki strukture, izdelane iz dobro vodljivih materialov. Za učinkovito delovanje kletke Faraday mora biti velikost celice nujno manjša od valovne dolžine zaščitenega sevanja.

V različnih kletkah Faraday se lahko vsakdo sreča. Na vratih mikrovalovne pečice je kovinska mreža, katere celice so v primerjavi z valovno dolžino, ki jo ustvarja magnetron, precej majhne. Mikrovalovna pečica deluje s frekvenco 2450 MHz, valovna dolžina pa je tukaj nekaj več kot 12 cm, očitno mreža na mikrovalovnih vratih zlahka ščiti to sevanje in preprečuje njegovo uhajanje.

Vlogo preostale kletke v mikrovalovni pečici igra kovinska komora, ki vsebuje hrano, ki jo je treba segreti. Mimogrede, če mobitel postavite v mikrovalovno pečico (izklopljeno!), Potem bo zunaj območja pokritosti omrežja, saj so valovi GSM mobilne komunikacije celo daljši od valov, ki jih ustvarja mikrovalovni magnetron.

Obstajajo kovinske obleke, ki delujejo po principu posamezne kletke Faraday, narejene iz nerjavečega jekla in bakrenih vlaken. Takšne obleke uporabljajo monterji visokonapetostnih daljnovodov, saj celo odklopljeni daljnovod, dolg več kilometrov, nabira nevarno količino statičnega naboja. In obleka varuje človeka pred električnim udarom.

Takšni zaščitni kompleti na osnovi srebrne tkanine ščitijo električarje pred škodljivimi vplivi elektromagnetnega polja visokonapetostnih naprav, kjer je električna komponenta zelo visoka. Takšni kompleti so po besedah \u200b\u200bnjihovih proizvajalcev namenjeni zaščiti:

od izpostavljenosti električnemu polju industrijske frekvence;

od vplivov premičnega toka, ki ga povzroča izmenično elektromagnetno polje;

zaradi učinkov intenzivnega elektromagnetnega sevanja, ki izhaja iz razelektritve med stiki odklopnikov;

iz izpustov električni tok ko se dotaknete ozemljenih ali izoliranih predmetov, delov opreme, pa tudi trave in majhnih grmov;

od električnih poškodb, ko so izpostavljeni inducirani ali stopničasti napetosti.

Kompleti ustvarijo zaprt zaščiten prostor okoli telesa osebe, oblečene v obleko, brez kakršnega koli prodora električnega polja v notranjost. Vsi elementi kompleta so izdelani iz električno prevodnih materialov in so med seboj povezani s kanali povečane prevodnosti in električno prevodnimi kontaktnimi vodniki. Zahvaljujoč takim oblekam se človeško telo pregneti in zagotovi varno odtekanje tokov elektrostatične ali kapacitivne narave.

Ljubitelji nosijo tudi kostume, ki spominjajo na posamezne kletke Faradayja. Tok preprosto teče po površini obleke na prevodne dele z manj odpora, ne da bi pri tem poškodoval osebo, ki sodeluje v predstavi.

Kot lahko vidite, se kletka Faraday danes uporablja v mnogih krajih. Visokonapetostne električne napeljave so zaprte v kletkah Faradayja, Faradayeve kletke se uporabljajo v oddajah, končno pa vsaka proizvodnja, povezana z nevarnim mikrovalovnim pečatom in drugimi elektromagnetnimi sevanji, ne more brez celotnih delavnic in prostorov, zaprtih v Faradayevih kletkah.

Upamo, da vam je bil ta članek koristen in zdaj razumete, kako pomembna je lahko preprosta naprava, ki spominja na navaden očesni okvir. Konec koncev Faradayeva kletka različne aplikacije ne samo da ščiti raznovrstno opremo, občutljivo na električna polja in sevanje, ampak tudi ščiti zdravje ljudi, preprečuje raka in številne druge bolezni, ki jih lahko povzroči prekomerna izpostavljenost elektromagnetnemu sevanju na živem organizmu.

Andrey Povny