există șanse mari să fi petrecut o cantitate semnificativă de timp într-o cușcă Faraday la un moment dat în viața ta. S-ar putea să ai și una în bucătărie. Surprins?inventate pentru prima dată în 1836 de venerabilul om de știință englez Michael Faraday, au devenit omniprezente în lumea noastră tehnologică modernă. De la păstrarea în siguranță în aer până la păstrarea secretelor de stat, acestea sunt instrumente simple, dar foarte puternice.

în următorul articol, vom arunca o privire rapidă o doar ceea ce sunt și au o privire la modul în care acestea funcționează de fapt.,

ce este o cușcă Faraday?

o cușcă Faraday, uneori cunoscută ca un scut Faraday, este o incintă care este folosită pentru a proteja lucrurile de câmpurile electromagnetice (atât statice, cât și non-statice).electricitatea statică este aceea în care taxele sunt în repaus, de unde și numele. Ele, de fapt, se acumulează pe suprafața unui anumit izolator.

non-static sau curent de energie electrică este în cazul în care electronii se deplasează într-un conductor. Cuștile Faraday sunt capabile să-și protejeze conținutul sau, într-adevăr, ocupanții, de a simți efectele ambelor.,ele pot fi realizate dintr-o acoperire continuă de material conductiv sau dintr-o plasă fină de material conductiv.cuștile Faraday sunt numite după inventatorul lor, omul de știință englez Michael Faraday. El le-a conceput în 1836.

acestea variază în design și dimensiuni de la garduri simple de legătură cu lanț la ochiuri metalice fine cu aspect delicat. indiferent de aspectul lor exact, toate cuștile Faraday iau sarcini electrostatice sau chiar anumite tipuri de radiații electromagnetice și le distribuie în jurul exteriorului cuștii.

când a fost inventată cușca Faraday?,

în anii 1800, Michael Faraday și-a pus intelectul considerabil în investigarea electricității. El și-a dat seama curând că un conductor electric (ca o cușcă metalică) atunci când era încărcat părea să prezinte acea Încărcare doar pe suprafața sa.

se pare că nu are niciun efect asupra interiorului conductorului. și-a propus să demonstreze acest lucru la o scară mai largă și, în 1836, a conceput un experiment ambițios. în timpul experimentului acum legendar, Michael Faraday a căptușit o cameră în folie metalică., Apoi a permis descărcărilor de înaltă tensiune de la un generator electrostatic să lovească exteriorul camerei.

apoi, El a folosit un dispozitiv special numit un electroscop (un dispozitiv care detectează sarcini electrice) să demonstreze ipoteza lui Ca el a suspectat că sala a fost complet lipsit de sarcină electrică.el a confirmat ,de asemenea, că numai suprafața exterioară a foliei metalice a efectuat orice curent., mai târziu, Faraday și – a reafirmat observațiile cu un alt experiment celebru-experimentul său cu găleți de gheață. În timpul acestui experiment, el a duplicat un experiment anterior al lui Benjamin Franklin. Michael a coborât o minge de alamă încărcată într-o ceașcă de metal. Așa cum a anticipat experimentul a confirmat observațiile anterioare ale lui Franklin și ale sale. deși astăzi acest tip de aparat poartă numele lui Michael Faraday, Benjamin Franklin ar trebui recunoscut pentru contribuțiile sale cu aproape 90 de ani înainte.

în 1755, Mr., Franklin a observat un fenomen similar. El a coborât o minge de plută neîncărcată, pe un fir de mătase, printr-o deschidere într-o cutie metalică încărcată electric.

El a observat că „dopul nu a fost atras la interiorul poate ca ar fi fost afară, și, deși a atins partea de jos, dar când trase afară că nu a fost de găsit pentru a fi electrificate (percepute) prin care se ating, ca ar fi fost prin atingerea exterior. Faptul este singular.,”

el a fost, de asemenea, capabil să arate că pluta a fost afectată de încărcarea electrostatică a cutiei, atârnând-o lângă exteriorul cutiei. Bilele de plută au fost trase imediat spre suprafața cutiei.acest lucru, așa cum s-ar putea aștepta, mistificat Franklin la momentul respectiv. Chiar și-a recunoscut confuzia unui coleg într-o scrisoare.

” aveți nevoie de motiv; nu-l cunosc. Poate că o vei descoperi, și atunci vei fi atât de bun încât să mi-o comunici.,în timp ce el a descoperit efectul cu ani înainte de Faraday, Franklin nu va dezvolta niciodată pe deplin un motiv pentru observațiile sale curioase. Asta ar fi lăsat Marelui Michael Faraday decenii mai târziu.

cum funcționează cuștile Faraday?

pur și simplu, cuștile Faraday distribuie încărcarea electrostatică în jurul exteriorului lor. Ei, prin urmare, acționează ca un scut pentru orice în interiorul lor.ele sunt, în acest sens, o formă de conductor tubular prin care sarcina electromagnetică rămâne doar pe suprafața exterioară a cuștii., dar ,în realitate, ca multe lucruri, este puțin mai complicat decât atât.

dacă nu sunteți familiarizat cu conceptul de electricitate și conductori, ați putea dori să vă periați mai întâi înainte de a trece mai departe. Acest videoclip oferă o mică perfecționare pe această temă.în esență, conductorii au un rezervor de electroni în mișcare liberă care le permit să conducă electricitatea. Atunci când nu există nici o sarcină electrică prezent conductorul are, mai mult sau mai puțin, același număr de amestec de particule pozitive și negative pe tot parcursul acestuia.,dacă un obiect încărcat electric extern se apropie de cușcă, particulele pozitive (nuclee) și negative libere (electroni) din conductor se separă brusc. dacă obiectul care se apropie este încărcat pozitiv, electronii în mișcare liberă se rotesc spre el. acest lucru lasă restul materialului cuștii relativ lipsit de electroni încărcați negativ, dându-i o sarcină pozitivă. Dacă obiectul care se apropie este încărcat negativ, apare opusul și electronii sunt respinși, dar efectul net este același, doar invers.,acest proces se numește inducție electrostatică și creează un câmp electric opus celui al obiectului extern. acest proces anulează în mod eficient câmpul electric extern în întreaga cușcă. Acest fenomen izolează interiorul cuștii de câmpul electric extern.

pentru ce se utilizează cuștile Faraday?după cum vă puteți imagina, aceste cuști sunt destul de utile într-o varietate de aplicații. Este posibil să fi fost într-una foarte recent, într-adevăr.cele mai cunoscute exemple sunt automobilele și avioanele., Ambele fuselaje ale unei aeronave și ale unei mașini acționează ca cuști Faraday pentru ocupanții lor.în timp ce mai puțin de o problemă pentru autoturisme, în greve de iluminat de aer sunt destul de un eveniment comun. Datorită avioanelor exterioare din aluminiu, atunci când acest lucru se întâmplă atât avioanele avionice delicate, cât și pasagerii neprețuiți sunt lăsați complet nevătămați. incredibil de potrivit, camerele de scanare RMN sunt în mod eficient imitații ale celebrului experiment al lui Faraday din 1836. Acestea trebuie să fie construite astfel pentru a preveni adăugarea semnalelor externe de frecvență radio la datele de la aparatul RMN., dacă li s-ar permite să pătrundă în cameră, ar putea afecta grav imaginile rezultate. În ciuda acestui fapt, operatorii sunt de obicei instruiți să detecteze interferențele RF în cazul puțin probabil în care cușca Faraday este deteriorată.cuptoarele cu microunde sunt un alt exemplu notabil de utilizare zilnică a cuștilor Faraday. Cu toate acestea, spre deosebire de alte aplicații, acestea sunt proiectate să funcționeze în sens invers și să păstreze radiația cu microunde în cuptor. puteți vedea de fapt o parte din cușcă pe fereastra transparentă a cuptorului cu microunde. multe clădiri sunt, de asemenea, cuști accidentale Faraday, după cum se dovedește., Utilizarea pe scară largă a barei metalice sau a plasei de sârmă poate face ravagii cu rețelele de internet wireless și semnalele de telefonie mobilă.o altă aplicație interesantă a cuștilor Faraday este folosită de militari și de alte organizații. Cuștile Faraday sunt adesea folosite pentru a proteja IT-ul vital și alte echipamente electrice împotriva atacurilor EMP și a loviturilor de trăsnet.de asemenea, sunt utilizate pe scară largă în situațiile în care dispozitivele de interceptare trebuie blocate. Politicienii și alte întâlniri la nivel înalt optează adesea pentru a discuta chestiuni sensibile în camere speciale de design Faraday cage ecranate.,

Sunt Cuști Faraday 100% eficient?eficacitatea cuștii Faraday este definită de designul, dimensiunea și alegerea materialelor de construcție. În cazul unei construcții de tip plasă, își vor proteja interioarele dacă conductorul este suficient de gros și găurile din plasă sunt mai mici decât lungimea de undă a radiației în cauză.cu toate acestea, la fel de uimitoare ca și cuștile și scuturile Faraday, ele sunt departe de a fi perfecte., Acestea, în ansamblu, nu asigură 100% izolare împotriva undelor electromagnetice.în timp ce lungimile de undă mai lungi, cum ar fi undele radio, tind să fie puternic atenuate sau blocate de cușcă, transmisiile de frecvență de mare putere în apropierea câmpului, cum ar fi HF RFID, sunt de obicei capabile să penetreze scutul.acestea fiind spuse, construcțiile cu colivie solidă, spre deosebire de formele de plasă, tind să ofere o cantitate mai bună de ecranare pe o gamă mai largă de frecvențe. cuptoarele cu microunde sunt un prim exemplu al faptului că cuștile Faraday nu sunt 100% eficiente ca scuturi EM., Majoritatea nu blochează toate radiațiile cu microunde de la scurgerea din dispozitiv.

dar acest lucru nu este de fapt îngrijorat. Nu numai că radiația nu este ionizantă, dar cuptoarele cu microunde sunt supuse unor teste extinse înainte de a fi eliberate pentru vânzare generală. FDA, de exemplu, permite o cantitate mică de scurgere din cuptoarele cu microunde. Aceasta este setată în prezent la 5 mW / cm2.