- Lồng Faraday là gì?
- Lịch sử của lồng Faraday
- Lồng Faraday hoạt động như thế nào?
- Làm thế nào để làm cho một cái lồng Faraday?
- Ví dụ về lồng Faraday
Chúng tôi giải thích lồng Faraday là gì, lịch sử của nó, cách thức hoạt động và cách nó được xây dựng. Ngoài ra, các ví dụ từ cuộc sống hàng ngày.
Lồng Faraday là gì?
Lồng Faraday là một thùng chứa được lót bằng vật liệu dây dẫn điện (chẳng hạn như tấm kim loại hoặc lưới) hoạt động như một lá chắn chống lại các tác động của điện trường đến từ nước ngoài.
Nhiều yếu tố mà chúng ta sử dụng trong cuộc sống hàng ngày áp dụng nguyên tắc lồng Faraday, ví dụ: dây cáp, lò vi sóng, ô tô và máy bay. Hình dạng và kích thước của nó có thể khác nhau, cũng như vật liệu mà nó được phủ.
Lịch sử của lồng Faraday
Lồng Faraday được đặt theo tên người phát minh ra nó, nhà vật lý người Anh Michael Faraday (1791-1867), người đã quan sát thấy rằng một vật liệu dẫn điện chỉ thể hiện tác động của sự phóng điện ở bên ngoài. Điều này dường như chỉ ra rằng các điện tích trên vật dẫn được phân phối theo cách để triệt tiêu điện trường bên trong.
Để chứng minh điều này, vào năm 1836, Faraday đã phủ những tấm nhôm lên tường của một căn phòng. Sử dụng một máy phát tĩnh điện, ông đã tạo ra phóng điện cao Vôn bên ngoài căn phòng đã nói. Và với một kính điện (một thiết bị phát hiện sự hiện diện của phí điện trong một cơ thể) đã có thể xác minh rằng bên trong phòng thì điện trường bằng không.
Nhờ điều này và nhiều thí nghiệm khác, Faraday chiếm một vị trí nổi bật trong số những nhà khoa học đã làm cho điện lực có những công dụng thiết thực mà chúng ta biết ngày nay.
Lồng Faraday hoạt động như thế nào?
Khi đặt một điện trường vào bình chứa đã được bọc bằng nhôm hoặc lưới kim loại, bình chứa có chức năng như một vật dẫn điện bị phân cực.
Khi bị phân cực, vật dẫn trở nên tích điện dương theo chiều chuyển động của trường điện từ bên ngoài và đồng thời, nó mang điện tích âm ngược chiều, tạo ra điện trường có độ lớn bằng nhưng ngược chiều với trường điện từ đã đã áp dụng.
Tổng của cả hai trường, bên trong thùng chứa hoặc lồng Faraday, sẽ bằng không. Nghĩa là, các vật liệu dẫn điện, khi có điện trường bên ngoài, luôn sắp xếp thứ tự các điện tích trên bề mặt của chúng sao cho điện trường bên trong bằng không.
Làm thế nào để làm cho một cái lồng Faraday?
Bao bọc hoàn toàn điện thoại bằng nhôm sẽ chặn tín hiệu của nó.Việc chế tạo một chiếc lồng Faraday rất đơn giản: nó chỉ bao gồm việc bao bọc một không gian nhất định bên trong một vật liệu dẫn điện. Các vật liệu cần thiết khá dễ tiếp cận: tấm chắn kim loại, lá nhôm, hộp hoặc thậm chí một thùng rác bằng thép.
Trước khi tiếp tục, chúng ta phải tính đến những điều sau:
- Nếu chúng ta định sử dụng lưới thép hoặc lưới (chẳng hạn như lưới được sử dụng cho chuồng gà), các lỗ trên dây dẫn đó phải nhỏ hơn chiều dài tín hiệu bị chặn.
- Không gian bên trong phải được cách nhiệt hoàn toàn, không có vết nứt.
- Độ dày của dây dẫn được sử dụng sẽ phụ thuộc vào tần số bị chặn.
Có nhiều cách để làm lồng Faraday, nhưng với thí nghiệm đơn giản này, chúng ta có thể kiểm tra tác dụng che chắn đặc trưng của nó:
- Tạo một hình trụ bằng lưới kim loại và một bệ nhôm.
- Đặt một đài đã điều chỉnh trên bệ, sau đó lắp trụ lưới thép trên bệ. Bạn sẽ ngay lập tức nhận thấy cách truyền sóng vô tuyến dừng lại. Các sóng điện từ mà radio thu được bị gián đoạn bởi vị trí của lưới.
- Lấy hai điện thoại di động và xác minh rằng chúng có thể thực hiện và nhận cuộc gọi mà không gặp khó khăn. Sau đó, bọc một trong các điện thoại trong một tấm giấy nhôm. Khi thực hiện cuộc gọi đến điện thoại này, bạn sẽ nhận thấy rằng tín hiệu bị chặn.
Ví dụ về lồng Faraday
Nguyên tắc mà lồng Faraday hoạt động có thể được quan sát thấy trong nhiều ví dụ từ cuộc sống hàng ngày:
- Khi chúng ta nhận thấy rằng điện thoại di động của chúng ta không hoạt động trong thang máy hoặc bên trong một tòa nhà làm bằng lưới kim loại, chúng ta đang đối mặt với biểu hiện của nguyên lý lồng Faraday.
- Lò vi sóng của chúng tôi được trang bị lồng Faraday để ngăn sóng trốn ra nước ngoài và có một số ảnh hưởng có hại đến Sức khỏe.
- Những bộ quần áo đặc biệt của những kỹ thuật viên điện sửa chữa đường dây cao thế.
- Khi lái xe trong cơn giông bão, bạn nên ở trong xe, vì cơ thể của xe sẽ hoạt động giống như một cái lồng Faraday khi đối mặt với tia sét.
- Lá kim loại hoặc lưới cũng được đặt trên các bức tường của phòng thí nghiệm MRI, nơi thực hiện MRI, để ngăn sóng thoát ra ngoài và bảo vệ sức khỏe của người vận hành.
- Các cuộc tấn công mạng đã tạo ra một nguồn cung cấp đáng kể Mỹ phẩm để ức chế các sóng điện từ được gửi bởi các tin tặc cuối cùng. Nhiều Việc kinh doanh Họ cung cấp các phụ kiện để làm cho thiết bị của chúng tôi trở nên vô hình trong lĩnh vực kết nối không dây: nắp cho chìa khóa ô tô, ba lô, phong bì, ví hoặc cặp được sản xuất theo nguyên tắc của lồng Faraday.