Cusca Faraday, ce este, cum funcționează și unde este folosită în lumea modernă

În 1836, fizicianul englez M. Faraday a inventat un dispozitiv pentru protejarea echipamentelor de tot felul de câmpuri electromagnetice. În ciuda vârstei venerabile a invenției, aceasta este și astăzi relevantă. Aceasta este o cușcă Faraday. Vă voi povesti astăzi despre asta.

Ce este o cușcă Faraday și cum funcționează

Deci, acest dispozitiv este o cușcă, care este realizată din metal cu conductivitate electrică ridicată și, în majoritatea cazurilor, este împământată. Iar principiul de funcționare al acestui dispozitiv este extrem de simplu:

Sub influența unui câmp electromagnetic extern în interiorul metalului celulei, electronii liberi încep să se miște. Drept urmare, laturile opuse ale celulei structurii dobândesc o astfel de sarcină încât câmpul format de aceasta tinde să compenseze efectul câmpului electromagnetic extern.

Dar o cușcă Faraday este incapabilă să se protejeze împotriva unui câmp magnetic constant sau care se schimbă lent. De exemplu, într-o astfel de cușcă, busola arată încă în mod corect spre nord, ceea ce ne spune că liniile magnetice ale pământului pătrund liber în volumul interior al cuștii.

Pentru a examina radiațiile de înaltă frecvență, dimensiunea celulei trebuie să fie mai mică decât lungimea de undă a radiației.

Mai mult, eficacitatea ecranării depinde direct de forma materialului conductiv.

În acest caz, se urmărește următoarea dependență: cu cât se schimbă mai rapid câmpul electromagnetic, cu atât materialul rezistă mai mult la pătrunderea câmpului în celulă.

Dar, în același timp, este adevărat și următoarele: cu cât frecvența câmpului este mai mare, cu atât pătrunde mai bine prin rețeaua cu o dimensiune fixă ​​a celulei.

Dacă sursa unui câmp electromagnetic alternativ este plasată într-o cușcă Faraday fără legătură, atunci puteți vedea că undele electromagnetice sunt amortizate într-o măsură mai mică decât cele primite.

Notă. Este o concepție greșită obișnuită că cușca Faraday blochează complet câmpul electromagnetic. Aceasta (celula) își minimizează efectul și gradul acestei scăderi depinde de următorii factori:

1. Dimensiunea celulei și conductivitatea electrică a metalului celulei.

2. Frecvența și forma undei electromagnetice.

3. Distanța de la sursa de radiații.

4. Puterea sursei de studiu.

Și se dovedește că o cușcă din foi de oțel solide este mult mai eficientă la suprimarea radiațiilor decât orice plasă.

Utilizarea celulelor Faraday în lumea modernă

Deci, principiul de funcționare este clar și extrem de simplu, acum să vedem unde sunt utilizate astfel de celule acum. Și pentru aceasta nu este nevoie să mergem la laborator, ci doar să intrăm în bucătărie și să ne uităm la cuptorul cu microunde.

Corpul său este realizat din metal solid, iar pe ușa transparentă se aplică un metal special tablă de fier perforată cu o celulă de la 1 la 3 mm, care blochează cu succes radiațiile cu o lungime de undă de 12 cm.

De asemenea, dacă te uiți la cel mai obișnuit cablu de televiziune, vei vedea în el o teacă de protecție, care este și o cușcă Faraday.

Cuștile modificate sunt, de asemenea, utilizate în costume de protecție speciale pentru personalul de service al stațiilor cu tensiuni peste 330 kV.

Chiar și aceste câteva exemple sunt suficiente pentru a înțelege că invenția marelui M. Faraday trăiește și este folosit foarte activ în lumea modernă. Dacă ți-a plăcut articolul, atunci îți place și îți mulțumesc pentru atenție!