Gabbia di Faraday fai da te

Michael Faraday era un famoso scienziato sperimentale inglese che presentò al mondo invenzioni geniali come induzione elettromagnetica generazione di energia, motore elettrico, trasformatore e molti altri dispositivi che usiamo finora.

Ma oggi parleremo del dispositivo, che ha inventato a metà del 19 ° secolo. Questa è la cosiddetta gabbia di Faraday.

Il dispositivo si basa sulla capacità degli elettroni in un involucro chiuso elettricamente conduttivo quando entra nel campo elettrico per acquisire una carica che compensa gli effetti dei campi esterni. Pertanto, le pareti cellulari proteggono lo spazio interno dall'esposizione alle radiazioni elettromagnetiche esterne.

Una tale gabbia di Faraday può persino proteggere una persona da una scarica elettrica. Ma nell'ordine inverso, le radiazioni generate all'interno della gabbia di Faraday non usciranno se si rende lo strato conduttivo all'interno. Pertanto, ad esempio, siamo protetti dagli effetti delle radiazioni da un forno a microonde, quando siamo vicini durante il suo funzionamento.

Perché questo dispositivo ha chiamato una cella?

Perché il primo Esperimenti di Faraday l'ho passato con una gabbia di metallo. Ancora oggi, i disegni industriali sono fatti e sembrano una gabbia metallica fatta di materiali che sono ben conduttivi di elettricità. La sua efficacia e potenza dipendono dallo spessore del materiale da cui è costituito e dal rapporto tra la dimensione dell'apertura e la lunghezza d'onda del campo esterno agente.

Gabbia di Faraday - principio di funzionamento

Tutto ingegnoso è semplice! Il principio stesso di funzionamento di questo dispositivo è molto semplice - quando una gabbia di Faraday viene influenzata da un campo elettrico, gli elettroni liberi all'interno del materiale da cui è costituito iniziano a muoversi, riunendosi in un certo modo. Come risultato di ciò, le pareti opposte della cella ricevono cariche di ordine opposto, creando un nuovo campo che ha la direzione opposta a quella esterna. Questo nuovo campo compensa gli effetti di un campo elettromagnetico esterno, il che significa che non vi è alcun rumore elettrico o campo elettrico all'interno della cella.

Questo metodo di riflessione o schermatura funziona solo se esposto a campi elettrici e campi magnetici alternati, che sono generati da essi. Proteggere da un campo magnetico statico che questo dispositivo non può.

A cosa serve?

Viene utilizzato principalmente nell'industria per proteggere le apparecchiature dall'esposizione a radiazioni elettromagnetiche indesiderate. Ad esempio, quando si installano scanner medici. Molto spesso utilizzato nei laboratori in cui è necessario condurre misurazioni di alta precisione e ridurre gli effetti del rumore elettromagnetico. Nell'uso industriale di solito attraggono professionisti in grado di calcolare correttamente tutti i parametri della cella.

Nella vita di tutti i giorni, le proprietà di questa invenzione sono spesso raccomandate per essere utilizzate per proteggere vari dispositivi elettronici (telefoni cellulari, tablet, ecc.) Da danni causati da radiazioni elettromagnetiche o impulsi (onde). Questa onda potrebbe essere causata esplosione nucleare o qualche fenomeno naturale per esempio lampeggia al sole.

Alcuni di loro addirittura costruiscono case per se stessi, che sono "gabbie di Faraday" per proteggersi completamente dalla possibile influenza delle radiazioni elettromagnetiche. Un esempio di una casa come quella che vedi nella foto sopra. Nella dimora del suo proprietario sarà in grado di sopravvivere accuratamente a qualsiasi cataclisma. Questo argomento è particolarmente popolare tra le persone che hanno paura di tutti i tipi di radiazioni e dei loro effetti sulla salute, così come tra coloro che credono in una catastrofe globale e si stanno preparando per la sopravvivenza dopo di essa.

Gabbia di Faraday - come fare di mezzo improvvisato?

Il modo più semplice per creare una gabbia di Faraday con le tue mani può essere qualsiasi oggetto con un caso ermetico, uno strato esterno elettricamente conduttivo e uno strato che non conduce l'elettricità all'interno.

Tale argomento può essere letteralmente qualsiasi oggetto domestico che può essere chiuso. La forma può essere molto diversa: scatola, cilindro, sfera - in generale, qualsiasi cosa. L'interno deve essere fatto di qualsiasi materiale che non conduca elettricità: cartone, carta, legno, plastica, ecc. Pertanto, il modo più semplice è prendere un oggetto metallico pronto e inserire uno strato non conduttivo o, in alternativa, prendere un oggetto da uno strato non conduttivo e avvolgere le sue parti esterne con uno strato conduttivo (ad esempio, un foglio). Anche se avvolgi il tuo dispositivo in un foglio di alluminio, questa sarà la gabbia di Faraday più semplice creata con le tue mani.

Fai attenzione! Le celle fatte in casa fatte di strutture in legno con griglie in rame o alluminio sono le più efficaci. Se decidi di installare la gabbia di Faraday da un oggetto metallico già finito, assicurati che il coperchio e la scatola abbiano un buon contatto, il che fornisce una protezione affidabile contro la penetrazione delle radiazioni all'interno. E inoltre, che l'oggetto è realizzato in metallo zincato.

Questa gabbia di Faraday (foto presentata) è composta da una normale scatola di legno.

Puoi anche creare una gabbia di Faraday da una normale tanica di metallo della spazzatura, una scatola di metallo o un secchio non smaltato con un coperchio, semplicemente posando l'interno del cartone.

Una tale vecchia cassetta degli attrezzi può essere una base eccellente per questo dispositivo.

Può una gabbia avere buchi?

Se questi fori sono relativamente piccoli rispetto alla lunghezza d'onda, allora sì, potrebbe avere dei buchi. Ad esempio, per un'onda a 1 GHz lunghezza d'onda è 0,3 m nello spazio libero, quindi se il buco nella cella è inferiore a questo valore, tutto è in ordine! Pertanto, spesso costruisce celle dalla griglia.

Cosa fare con la porta?

Se si sta costruendo una gabbia grande con una porta o degli spazi tra il coperchio e la base, è possibile una leggera penetrazione della radiazione elettromagnetica nella cella. Pertanto, è meglio utilizzare un nastro o materiale che conduce elettricità e chiude la giuntura per giunti di questo tipo.

Cosa può essere usato da mezzi improvvisati?

È permesso usare tutto ciò che vedi in casa, se è fatto di materiali conduttivi. Ci sono molti esempi:

• bidoni della spazzatura metallici;
• secchi;
• scatole;
• scatola;
• alloggiamenti a microonde, ecc.

Devo mettere a terra la struttura?

Non c'è ancora consenso sul fatto di radicare o meno la gabbia di Faraday.

Ma dipende da molti fattori: dimensioni, dove e per quello che verrà utilizzato, ecc. Ma le regole generali sono le seguenti: non è necessario mettere a terra piccole strutture, ma per quelle grandi è necessario farlo.

In una cella grande possono verificarsi radiazioni elettromagnetiche che possono danneggiare una persona se tocca accidentalmente un dispositivo funzionante. Mentre in una piccola cella la radiazione è piccola.

Pertanto, prima di pensare al design, esaminare attentamente le raccomandazioni per la messa a terra.

Come controllare il lavoro della gabbia di Faraday?

Puoi inserire una radio funzionante con un canale FM potente. Se dopo aver chiuso la gabbia, si sente ancora la radio funzionare, quindi non è chiusa ermeticamente.

Oppure puoi inserire un telefono cellulare e provare a chiamarlo. Se il telefono è fuori portata, la cella funziona bene.

Quindi ora sai di cosa si tratta, di cosa hai bisogno e di come costruire una gabbia di Faraday con le tue mani. Quando acquisti una gabbia finita o decidi di farla da sola, assicurati che le dimensioni soddisfino le tue esigenze e puoi mettere tutto ciò che desideri. Se è necessario condurre esperimenti scientifici o proteggere l'elettronica dagli effetti della radiazione elettromagnetica non è così importante. Puoi sempre facilmente creare la tua gabbia di Faraday da improvvisata.