Faradayova klietka, čo to je, ako funguje a kde sa používa v modernom svete

V roku 1836 anglický fyzik M. Faraday vynašiel zariadenie na tienenie zariadení pred všetkými druhmi elektromagnetických polí. Napriek úctyhodnej dobe vynálezu je stále aktuálny. Toto je Faradayova klietka. Dnes ti o tom poviem.

Čo je Faradayova klietka a ako funguje

Toto zariadenie je teda klietka, ktorá je vyrobená z kovu s vysokou elektrickou vodivosťou a vo väčšine prípadov je uzemnená. A princíp fungovania tohto zariadenia je mimoriadne jednoduchý:

Pod vplyvom vonkajšieho elektromagnetického poľa vo vnútri kovu bunky sa voľné elektróny začnú pohybovať. Výsledkom je, že protiľahlé strany článku bunky získavajú taký náboj, že pole nimi tvorené má tendenciu kompenzovať vplyv vonkajšieho elektromagnetického poľa.

Faradayova klietka ale nie je schopná chrániť sa pred konštantným alebo pomaly sa meniacim magnetickým poľom. Napríklad v takejto klietke kompas stále správne ukazuje na sever, čo nám hovorí, že magnetické čiary Zeme voľne prenikajú do vnútorného objemu klietky.

Na skríning vysokofrekvenčného žiarenia musí byť veľkosť bunky menšia ako vlnová dĺžka žiarenia.

Účinnosť tienenia navyše priamo závisí od tvaru vodivého materiálu.

V tomto prípade je možné vysledovať nasledujúcu závislosť: čím rýchlejšie sa mení elektromagnetické pole, tým viac materiál odoláva prieniku poľa do bunky.

Zároveň však platí aj toto: čím vyššia je frekvencia poľa, tým lepšie preniká cez sieť s pevnou veľkosťou bunky.

Ak je zdroj striedavého elektromagnetického poľa umiestnený vo vnútri neuzemnenej Faradayovej klietky, je zrejmé, že elektromagnetické vlny sú tlmené v menšej miere ako prichádzajúce.

Poznámka. Je bežnou mylnou predstavou, že Faradayova klietka úplne blokuje elektromagnetické pole. To (bunka) iba minimalizuje svoj účinok a stupeň tohto poklesu závisí od nasledujúcich faktorov:

1. Veľkosť článku a elektrická vodivosť kovového článku.

2. Frekvencia a tvar elektromagnetického vlnenia.

3. Vzdialenosť od zdroja žiarenia.

4. Sila študijného zdroja.

A ukázalo sa, že klietka vyrobená z pevných oceľových plechov je pri potlačovaní žiarenia oveľa účinnejšia ako akákoľvek sieť.

Využitie Faradayových buniek v modernom svete

Princíp činnosti je teda jasný a mimoriadne jednoduchý, poďme sa teraz pozrieť, kde sa také bunky teraz používajú. A preto nemusíme chodiť do laboratórií, ale stačí ísť do kuchyne a pozrieť sa na mikrovlnnú rúru.

Jeho telo je vyrobené z masívneho kovu a na priehľadné dvere sa nanáša špeciálny kov plech z perforovaného železa s bunkou od 1 do 3 mm, ktorý úspešne blokuje žiarenie s vlnovou dĺžkou 12 cm.

Tiež, ak sa pozriete na najbežnejší televízny kábel, uvidíte v ňom tieniaci plášť, ktorý je tiež Faradayovou klietkou.

Modifikované klietky sa používajú aj v špeciálnych ochranných odevoch pre obslužný personál rozvodní s napätím nad 330 kV.

Aj týchto pár príkladov stačí na to, aby sme pochopili, že vynález veľkého M. Faraday žije a v modernom svete sa veľmi aktívne používa. Ak sa vám článok páčil, tak sa mu páči a ďakujem za pozornosť!