Kada govorimo o Faradayev kavez govorimo o spremniku prekrivenom elektroprovodljivim materijalima. Michael Faraday bio je znanstvenik koji je dao velik doprinos svijetu nauke. Zahvaljujući ovom naučniku, mnogi elementi koje svakodnevno koristimo za primjenu Faradayevog principa kaveza.
U ovom ćemo vam članku reći sve što trebate znati o Faradayevom kavezu, njegovim karakteristikama i primjeni.
Glavne karakteristike
Kad govorimo o Faradayevom kavezu, mislimo na posudu prekrivenu električno provodljivim materijalima. Ovi provodljivi materijali mogu biti metalne ploče ili mrežice. Komplet ovih materijala djeluje poput štita od utjecaja električnog polja koje dolazi izvana. Zahvaljujući otkriću Michaela Faradaya, mnogi elementi koje koristimo u svakodnevnom životu primjenjuju princip ovog kaveza. Neki od primjera elemenata koje svakodnevno koristimo i koji slijede ovaj princip su kablovi, automobili, avioni i mikrotalasne pećnice, između ostalog.
Oblik i veličina elemenata mogu se mijenjati, kao i materijali kojima je prekriven Faradayev kavez. Kako bismo u potpunosti razumjeli sve karakteristike Faradayevog kaveza, idemo na putovanje unazad da bismo razumjeli njegovu istoriju.
Na početku svega, Michael Faraday 1836. izveo je eksperimente koji su mu omogućili da sagradi ovaj izolacijski kavez. Ime svog pronalazača nosi jer je bio osoba koja je primijetila da provodni materijal pokazuje efekte električnog pražnjenja samo spolja. Ova vrsta eksperimenta pokazala je da se naboji na vodiču mogu raspodijeliti na takav način da mogu poništiti električna polja koja se javljaju iznutra.
Da bi se provjerili efekti ovog otkrića, Faraday je zidove sobe prekrivao aluminijumskim limovima. Koristio je elektrostatički generator i počeo da vrši visokonaponske šokove na vanjsku stranu sobe. Elektroskopom je uspio provjeriti je li električno polje u sobi nulo. Elektroskop je uređaj koji nam omogućuje otkrivanje prisutnosti električnih naboja unutar tijela. Zahvaljujući ovoj vrsti uređaja, može se spriječiti veliki broj nesreća na polju električne energije.
Zahvaljujući eksperimentu s Faradayevim kavezom i mnogim drugima, ovaj je znanstvenik bio jedan od onih koji su omogućili električnoj energiji da ima praktičnu upotrebu poput onih koje danas poznajemo.
Kako radi Faradayev kavez
Vidjet ćemo koje su osnove rada ovog kaveza. Kada primijenimo električno polje na posudu gotovo prekrivenu metalnim materijalima kao što su Radi se o aluminijskim ili metalnim mrežicama, znamo da spremnik radi kao električni vodič koji je polariziran. Kada se ovaj spremnik polarizira, napuni se pozitivnim nabojima u smjeru u kojem putuje vanjsko elektromagnetsko polje. Znamo da se istovremeno, kad je spolja pozitivno nabijen, negativno puni u suprotnom smjeru. Na taj način se stvara polje jednake veličine, ali u suprotnom dijelu primijenjenog elektromagnetskog polja.
Zbir oba polja unutar spomenutog spremnika i eksterijer je jednak nuli. To se događa zahvaljujući činjenici da provodljivi materijali naručuju sva svoja naboja kad god se susretnu s vanjskim električnim poljima. Na taj način uspijevaju poredati svoje naboje na površini tako da unutrašnje polje ima vrijednost nula.
Kako napraviti Faradayev kavez
Ako želite isprobati eksperimente poput podizanja Michaela Faradaya, možete sami pokušati napraviti Faradayev kavez. Na primjer, telefon možemo u potpunosti omotati aluminijumom. Ako to učinimo, u potpunosti ćemo blokirati vaš signal. Proizvodnja ove vrste kaveza je vrlo jednostavna. Jednostavno moramo zatvoriti određeni prostor unutar provodnog materijala. Svi potrebni materijali su vrlo dostupni. Možemo koristiti metalne materijale kao što su aluminijumska folija, kutije, metalna mreža ili čelična kanta za smeće.
Prije nastavka izrade faradayevne faune moramo uzeti u obzir neke stvari:
- Ako ćemo koristiti mrežice ili rešetke, rupe u tom vodiču moraju biti manje od dužine signala koji se želi blokirati.
- Unutrašnji prostor mora biti potpuno izoliran bez prisustva bilo kakvih pukotina. Pukotine postoje kavez Faraday neće biti potpuno izoliran.
- Debljina vodiča mora se koristiti prema frekvenciji koju želite blokirati.
Postoji mnogo načina za izradu Faradayevog kaveza. Pogledajmo koji su glavni koraci za izradu ove vrste kaveza:
- Čini cilindar sastavljen od metalne mreže i aluminijske platforme.
- Morate postaviti radio i podesiti ga na platformu. Nakon toga, zapravo montirajte metalni mrežasti cilindar na platformu. Kad ste postavili metalnu mrežu, trebali biste provjeriti počinje li oštećivanje radio signala. To znači da se postavljanjem metalne mreže prekidaju elektromagnetski valovi koje bi radio trebao primati.
- Koristite mobilne telefone i provjerite mogu li upućivati ili primati pozive. Nakon toga umotajte jedan od telefona u list aluminijumske folije i kad uputite poziv s ovog telefona, primijetit ćete da je signal blokiran.
Neki primjeri
Neke primjere Faradayevog kaveza danas možemo vidjeti u više primjera iz svakodnevnog života. Jedan od njih je kad nastavimo dizalo ili u zgradi od metalne rešetke. Na ovim mjestima naši mobiteli ne rade. To se događa i sa mikrotalasnom pećnicom. Da bi se spriječilo da valovi ne izlaze van, napravljen je Faradayev kavez kako bi se izbjegli štetni učinci na zdravlje. Posebna odela elektrotehničara su takođe ista.
Ako smo svoj automobil upoznali za vrijeme električne oluje, boravkom u vozilu zaštićeni smo od groma.
Nadam se da ćete s ovim informacijama saznati više o Faradayevoj fauni i njezinim karakteristikama.