Když mluvíme o Faradayova klec mluvíme o nádobě pokryté elektricky vodivými materiály. Michael Faraday byl vědec, který významně přispěl do světa vědy. Díky tomuto vědci mnoho prvků, které používáme v každodenním životě k uplatňování principu Faradayovy klece.
V tomto článku vám řekneme vše, co potřebujete vědět o Faradayově kleci, jejích vlastnostech a aplikacích.
Hlavní charakteristiky
Když mluvíme o Faradayově kleci, máme na mysli obal pokrytý elektricky vodivými materiály. Těmito vodivými materiály mohou být kovové desky nebo pletiva. Sada těchto materiálů funguje jako štít proti účinkům elektrického pole přicházejícího z vnějšku. Díky objevu Michaela Faradaye uplatňuje mnoho prvků, které používáme v každodenním životě, princip této klece. Některé z příkladů prvků, které běžně používáme a které se řídí tímto principem jsou kabely, auta, letadla a mikrovlnné trouby, mezi ostatními.
Může se měnit tvar a velikost prvků, stejně jako materiály, kterými je Faradayova klec pokryta. Abychom plně porozuměli všem charakteristikám Faradayovy klece, vydáme se na cestu zpět v čase, abychom pochopili její historii.
Na začátku toho všeho, Michael Faraday V roce 1836 provedl experimenty, které mu umožnily postavit tuto izolační klec. Nese jméno svého vynálezce, protože on byl osobou, která pozorovala, že vodivý materiál vykazoval účinky elektrického výboje pouze na vnější straně. Tento typ experimentu naznačil, že náboje na vodiči lze distribuovat takovým způsobem, že mohou zrušit elektrická pole, která se vyskytují interně.
Za účelem ověření účinků tohoto objevu Faraday zakryl stěny místnosti hliníkovými plechy. Použil elektrostatický generátor a začal působit vysokonapěťové rázy na vnější stranu místnosti. Pomocí elektroskopu dokázal ověřit, že elektrické pole v místnosti bylo nulové. Elektroskop je zařízení, které nám umožňuje detekovat přítomnost elektrických nábojů uvnitř těla. Díky tomuto typu zařízení lze zabránit velkému počtu nehod v oblasti elektřiny.
Díky experimentu s Faradayovou klecí a mnoha dalším byl tento vědec jedním z těch, kteří umožnili elektřině praktické využití, jaké známe dnes.
Jak funguje Faradayova klec
Uvidíme, jaké jsou základy fungování této klece. Když aplikujeme elektrické pole na kontejner téměř pokrytý kovovými materiály, jako je Jsou to hliníková nebo kovová oka, víme, že nádoba funguje jako elektrický vodič, který je polarizovaný. Když se tento obal polarizuje, nabije se kladnými náboji ve směru, ve kterém se pohybuje vnější elektromagnetické pole. Víme, že i když se nabíjí kladně zvenčí, nabíjí se záporně opačným směrem. Tímto způsobem je vytvořeno pole stejné velikosti, ale v opačné části, než je elektromagnetické pole, které bylo aplikováno.
Součet obou polí uvnitř uvedeného kontejneru i exteriér se rovná nule. K tomu dochází díky skutečnosti, že vodivé materiály objednávají všechny své náboje, kdykoli se setkají s vnějšími elektrickými poli. Tímto způsobem se jim podaří uspořádat své náboje na povrchu takovým způsobem, že vnitřní pole má hodnotu nula.
Jak vyrobit Faradayovu klec
Pokud chcete vyzkoušet experimenty, jako je zvedání Michaela Faradaye, můžete zkusit vyrobit Faradayovu klec sami. Například můžeme úplně zabalit telefon do hliníku. Pokud to uděláme, váš signál úplně zablokujeme. Výroba tohoto typu klece je velmi jednoduchá. Musíme jen uzavřít určitý prostor do vodivého materiálu. Všechny potřebné materiály jsou docela přístupné. Můžeme použít kovové materiály, jako je hliníková fólie, krabice, kovové pletivo nebo ocelový odpadkový koš.
Než budeme pokračovat ve výrobě fauny Faraday, musíme vzít v úvahu několik věcí:
- Pokud budeme používat oka nebo mřížky, otvory v tomto vodiči musí být menší než délka signálu, který má být blokován.
- Vnitřní prostor musí být zcela izolován bez přítomnosti trhlin. Praskliny existují Faradayova klec nebude zcela izolovaná.
- Tloušťka vodiče musí být použita podle frekvence, kterou chcete blokovat.
Existuje mnoho způsobů, jak vyrobit Faradayovu klec. Podívejme se, jaké jsou hlavní kroky k vytvoření tohoto typu klece:
- Tvoří válec složený z kovové sítě a hliníkové platformy.
- Musíte umístit rádio naladěné na platformě. Poté skutečně namontujte válec z kovové sítě na plošinu. Jakmile jste vložili kovové pletivo, měli byste zkontrolovat, zda se rádiový signál začíná poškodit. To znamená, že elektromagnetické vlny, které by rádio mělo přijímat, jsou přerušeny umístěním kovové sítě.
- Používejte mobilní telefony a ověřte, zda mohou volat nebo přijímat hovory. Následně zabalte jeden z telefonů do fólie z hliníkové fólie a při volání z tohoto telefonu si všimnete, že je signál blokován.
Několik příkladů
Některé příklady Faradayovy klece dnes lze vidět na několika příkladech z každodenního života. Jedním z nich je, když pokračujeme ve výtahu nebo v budově vyrobené z kovové mřížky. Na těchto místech naše mobilní telefony nefungují. Stává se to také s mikrovlnnou troubou. Aby se zabránilo úniku vln ven, je vyrobena Faradayova klec, aby se zabránilo škodlivým účinkům na zdraví. Stejné jsou i speciální obleky elektrotechniků.
Pokud jsme naše auto potkali během bouřky, zůstali jsme uvnitř vozidla a jsme chráněni před bleskem.
Doufám, že s těmito informacemi se dozvíte více o Faradayově fauně a jejích charakteristikách.