El brillant científic i inventor del segle XIX, Michael Faraday, és conegut pel seu treball actiu amb l'electricitat, el camp electromagnètic i els fenòmens físics relacionats. Un dels descobriments més significatius va ser una estructura protectora anomenada gàbia de Faraday. A continuació entendrem què és i quin valor pràctic representa l'invent.
Contingut
Què és una gàbia de Faraday
Una gàbia de Faraday és una caixa amb parets fetes d'un metall altament conductor. El disseny no requereix una connexió d'alimentació externa, però, per regla general, està connectat a terra. L'efecte físic de la cèl·lula es manifesta sota la influència d'un factor extern, que és la radiació electromagnètica.
Les primeres construccions per demostrar l'efecte de blindatge semblaven una cèl·lula ordinària, que va donar el nom a aquest fenomen.De fet, el filferro o les parets perforades de la "caixa" són convenients per al control visual d'objectes o dispositius situats dins d'un espai reduït, però es poden substituir fàcilment per de sòlids. El més important és que el material sigui conductor.
Principi de funcionament
L'acció de la gàbia de Faraday es basa en el fet que la càrrega, quan entra al conductor, es distribueix per la seva superfície, mentre que l'interior roman neutral. De fet, tota la cèl·lula, formada per un material conductor, és un sol conductor, els "extrems" del qual adquireixen la càrrega oposada. El corrent elèctric resultant crea un camp que compensa les influències externes. La intensitat del camp elèctric a la part interior d'aquesta estructura és zero.
Curiosament, si el camp es genera dins de la cel·la, l'efecte també funciona. Tanmateix, en aquest escenari, la càrrega es distribuirà per la superfície interior de la xarxa o un altre pla conductor i no podrà penetrar a l'exterior.
En terminologia anglesa, CF sona com "Faraday shield", és a dir, "Faraday shield / screen". Aquest concepte transmet bé l'essència del dispositiu, que, com un escut o una pantalla protectora, reflecteix els raigs que afecten el seu contingut.
Cal recordar que l'efecte de blindatge només funciona en un camp magnètic altern. No interfereix amb un efecte magnètic constant o lleugerament variable, per exemple, el potencial magnètic natural de la Terra.
Per determinar si la cambra de Faraday reflectirà la radiació d'alta freqüència, n'hi ha prou de conèixer la mida de les cèl·lules de la xarxa (si la part conductora està feta en forma de gàbia) i la longitud d'ona de l'ona actuant.La construcció és efectiva si el segon valor és més gran que el primer.
Àmbits d'aplicació de l'efecte CF
L'efecte descobert per Faraday no només té un significat científic, sinó també una aplicació pràctica força àmplia. L'exemple més senzill d'una gàbia de Faraday es pot trobar a la vida quotidiana, està present a gairebé qualsevol cuina: aquest és un forn de microones. Cinc parets del seu cos estan fetes de planxes d'acer força gruixudes, i entre les dues capes de vidre de la porta hi ha una capa metàl·lica amb perforacions per a una millor visibilitat.
cabina RF
Una cabina de radiofreqüència és una habitació aïllada dels efectes de l'emissió elèctrica, magnètica i de ràdio, generalment d'una àrea petita. Les seves parets, terra i sostre estan equipades amb reixes altament conductores que formen una gàbia tancada però invisible.
Sales de ressonància magnètica
Els equips d'alta precisió, com ara un tomògraf mèdic per al diagnòstic de ressonància magnètica, requereixen una protecció acurada contra les ones electromagnètiques externes. La més mínima influència externa pot afectar el resultat de l'estudi, de manera que la sala on es troba la unitat de ressonància magnètica està completament blindada.
Laboratoris
En la investigació de laboratori, per obtenir resultats precisos, és important no només utilitzar equips avançats, sinó també protegir-los de manera fiable de factors externs com els camps magnètics i elèctrics.
Cal entendre que es refereix no només a la radiació direccional de fonts específiques, sinó també al soroll electromagnètic que està constantment present a l'atmosfera, especialment a les zones poblades i als seus voltants.
Per a un blindatge d'alta qualitat dels equips amb l'efecte CF, es requereixen càlculs de disseny especialitzats i una instal·lació professional.
Vestits de protecció
Per a les persones que treballen en zones amb una alta probabilitat de descàrrega elèctrica, s'han desenvolupat vestits especials. La seva capa superior està feta de teixit que conté metall i està separada del cos per un material aïllant. En cas de corrent residual estàtica o elèctrica, la càrrega flueix per la carcassa exterior del kit.
La roba de protecció és indispensable quan es treballa amb línies d'alta tensió. Fins i tot sense energia, conserven un nivell perillós de càrrega estàtica a causa dels molts quilòmetres de cables elèctrics.
En el món de l'entreteniment
L'efecte CF, vistós a l'escenari, és molt espectacular. En aquest cas, no s'utilitza sovint una simple gàbia, sinó una closca aparentment sense pes feta de malla gruixuda, o fins i tot un vestit especialment dissenyat que s'assembla a la roba normal. En aquest cas, el corrent es subministra de la manera més eficaç possible, per exemple, utilitzant bobines Tesla o dispositius similars que creen una càrrega a partir d'un generador electrostàtic.
Fer una gàbia de Faraday amb les teves pròpies mans
A la vida quotidiana, la fabricació d'un CF fet a casa pot ser necessària per "amagar" els aparells de l'acció de diverses ones que poden provocar alteracions en el "farciment" electrònic sensible.
Un exemple d'aquest disseny és una caixa de fusta contraxapada acabada d'una determinada manera. Com que la fusta contraxapada actua com a capa aïllant, ha d'estar perfectament neta i sec. Podeu muntar la caixa amb les vostres pròpies mans o portar-la a punt; el més important és que es munti sense l'ús de claus o altres fixacions metàl·liques. El muntatge es realitza en diverses etapes:
- El paper d'aliment es divideix en segments, segons la mida de les parets de fusta contraxapada o els seus espais en blanc.
- Les superfícies de la futura caixa es retallen amb paper d'alumini des de l'exterior. En aquest cas, el seu costat brillant s'ha de girar cap a fora.
- Les parets es fixen des de l'interior amb cinta adhesiva i es col·loquen un parell de coixinets de ratolí a la part inferior de la caixa.
- Es comprova acuradament que en la posició tancada de la tapa, la capa d'alumini formi una closca contínua, sense els més mínims buits i trencaments.
La segona opció suposa que un dipòsit metàl·lic de bricolatge (paella, caixa, caixa, etc.) serveix com a base de la gàbia de Faraday, a l'interior de la qual l'aïllament està fet de cartró, la mateixa fusta contraxapada o un altre material. L'estat d'ajustament perfecte de la tapa per a aquest disseny no és menys important que el descrit anteriorment.
He de fer la connexió a terra
No hi ha consens sobre la necessitat de fonamentar el CF. És obligatori posar a terra estructures grans i aquelles que es puguin veure afectades per una descàrrega elèctrica especialment potent.
La posada a terra, per descomptat, protegeix contra situacions d'emergència quan la càrrega forta acumulada pot "penetrar" l'aire i colpejar un objecte o una persona propera.
Prova una gàbia de Faraday casolana
Per provar el principi de la gàbia de Faraday a la pràctica, el més convenient és utilitzar una ràdio compacta alimentada amb bateria. S'ha d'encendre al màxim volum i sintonitzar el canal FM més potent disponible. Si la cel·la funciona, la ràdio que hi ha es silenciarà.
Si el receptor és almenys una mica, però audible, vol dir que no s'ha pogut aconseguir un cribratge al cent per cent i s'han de buscar buits a la capa conductora.
Adequat per provar la càmera i el telèfon mòbil autoassemblats. Un cop dins, deixarà de rebre senyals de les estacions base, és a dir, quan la truquis, sentiràs el missatge corresponent de l'informador automàtic de l'operador mòbil.
Articles semblants:
