Κλουβί Faraday

Κλουβί Faraday

Όταν μιλάμε για το Κλουβί Faraday μιλάμε για ένα δοχείο που καλύπτεται από ηλεκτρικά αγώγιμα υλικά. Ο Michael Faraday ήταν επιστήμονας που είχε μεγάλη συνεισφορά στον κόσμο της επιστήμης. Χάρη σε αυτόν τον επιστήμονα, πολλά από τα στοιχεία που χρησιμοποιούμε καθημερινά για να εφαρμόσουμε την αρχή του κλουβιού Faraday.

Σε αυτό το άρθρο θα σας πούμε όλα όσα πρέπει να γνωρίζετε για το κλουβί Faraday, τα χαρακτηριστικά και τις εφαρμογές του.

Κύρια χαρακτηριστικά

πειράματα faraday

Όταν μιλάμε για το κλουβί Faraday αναφερόμαστε σε ένα δοχείο που καλύπτεται από ηλεκτρικά αγώγιμα υλικά. Αυτά τα αγώγιμα υλικά μπορούν να είναι μεταλλικές πλάκες ή πλέγματα. Το σετ αυτών των υλικών λειτουργεί σαν ασπίδα ενάντια στις επιπτώσεις ενός ηλεκτρικού πεδίου που προέρχεται από το εξωτερικό. Χάρη στην ανακάλυψη του Michael Faraday, πολλά από τα στοιχεία που χρησιμοποιούμε στην καθημερινή ζωή εφαρμόζουν την αρχή αυτού του κλουβιού. Μερικά από τα παραδείγματα στοιχείων που χρησιμοποιούμε καθημερινά και ακολουθούν αυτήν την αρχή είναι καλώδια, αυτοκίνητα, αεροπλάνα και φούρνοι μικροκυμάτων, μεταξύ άλλων.

Το σχήμα και το μέγεθος των στοιχείων μπορεί να αλλάξει, καθώς και τα υλικά με τα οποία καλύπτεται το κλουβί Faraday. Προκειμένου να κατανοήσουμε πλήρως όλα τα χαρακτηριστικά του κλωβού Faraday, θα κάνουμε ένα ταξίδι πίσω στο χρόνο για να κατανοήσουμε την ιστορία του.

Στην αρχή όλων αυτών, Michael Faraday Το 1836 πραγματοποίησε τα πειράματα που του επέτρεψαν να κατασκευάσει αυτό το μονωτικό κλουβί. Φέρει το όνομα του εφευρέτη του, καθώς ήταν το άτομο που παρατήρησε ότι ένα αγώγιμο υλικό έδειχνε τα αποτελέσματα μιας ηλεκτρικής εκκένωσης μόνο στο εξωτερικό. Αυτός ο τύπος πειράματος έδειξε ότι τα φορτία στον αγωγό μπορούν να διανεμηθούν με τέτοιο τρόπο ώστε να μπορούν να ακυρώσουν τα ηλεκτρικά πεδία που συμβαίνουν εσωτερικά.

Για να επαληθεύσουμε τα αποτελέσματα αυτής της ανακάλυψης, Ο Faraday κάλυψε τους τοίχους ενός δωματίου με φύλλα αλουμινίου. Χρησιμοποίησε ηλεκτροστατική γεννήτρια και άρχισε να ασκεί σοκ υψηλής τάσης στο εξωτερικό του δωματίου. Με ένα ηλεκτροσκόπιο μπόρεσε να επαληθεύσει ότι το ηλεκτρικό πεδίο μέσα στο δωμάτιο ήταν μηδέν. Το Ηλεκτροσκόπιο είναι μια συσκευή που μας επιτρέπει να εντοπίζουμε την παρουσία ηλεκτρικών φορτίων μέσα σε ένα σώμα. Χάρη σε αυτόν τον τύπο συσκευής, μπορεί να προληφθεί μεγάλος αριθμός ατυχημάτων στον τομέα της ηλεκτρικής ενέργειας.

Χάρη στο πείραμα κλουβιών Faraday και πολλούς άλλους, αυτός ο επιστήμονας ήταν ένας από αυτούς που κατέστησαν δυνατή την πρακτική χρήση ηλεκτρικής ενέργειας όπως γνωρίζουμε σήμερα.

Πώς λειτουργεί το κλουβί Faraday

τρέχει το κλουβί faraday

Θα δούμε ποιες είναι οι βάσεις λειτουργίας αυτού του κλουβιού. Όταν εφαρμόζουμε ένα ηλεκτρικό πεδίο σε ένα δοχείο που καλύπτεται σχεδόν από μεταλλικά υλικά όπως Είναι αλουμίνιο ή μεταλλικά πλέγματα, γνωρίζουμε ότι το δοχείο λειτουργεί ως ηλεκτρικός αγωγός που είναι πολωμένος. Όταν αυτό το δοχείο γίνεται πολωμένο, φορτίζεται με θετικά φορτία προς την κατεύθυνση στην οποία κινείται το εξωτερικό ηλεκτρομαγνητικό πεδίο. Γνωρίζουμε ότι, ενώ φορτίζει θετικά στο εξωτερικό, φορτίζει αρνητικά στην αντίστροφη κατεύθυνση. Με αυτόν τον τρόπο, δημιουργείται ένα πεδίο ίσου μεγέθους αλλά στο αντίθετο μέρος του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου που έχει εφαρμοστεί.

Το άθροισμα και των δύο πεδίων εντός του εν λόγω κοντέινερ και το εξωτερικό ισούται με μηδέν. Αυτό συμβαίνει χάρη στο γεγονός ότι τα αγώγιμα υλικά παραγγέλνουν όλες τις χρεώσεις τους όποτε συναντούν εξωτερικά ηλεκτρικά πεδία. Με αυτόν τον τρόπο, καταφέρνουν να παραγγείλουν τις χρεώσεις τους στην επιφάνεια με τέτοιο τρόπο ώστε το εσωτερικό πεδίο να έχει τιμή μηδέν.

Πώς να φτιάξετε ένα κλουβί Faraday

Αν θέλετε να δοκιμάσετε πειράματα όπως το Michael Faraday, μπορείτε να φτιάξετε μόνοι σας ένα κλουβί Faraday. Για παράδειγμα, μπορούμε να τυλίξουμε εντελώς ένα τηλέφωνο από αλουμίνιο. Εάν το κάνουμε αυτό, θα αποκλείσουμε εντελώς το σήμα σας. Η κατασκευή αυτού του τύπου κλουβιού είναι πολύ απλή. Πρέπει απλώς να περικλείσουμε έναν συγκεκριμένο χώρο μέσα σε ένα αγώγιμο υλικό. Όλα τα απαραίτητα υλικά είναι αρκετά προσιτά. Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε μεταλλικά υλικά όπως αλουμινόχαρτο, κουτιά, μεταλλικό πλέγμα ή χαλύβδινο δοχείο απορριμμάτων.

Πριν προχωρήσουμε στην παραγωγή της πανίδας Faraday, πρέπει να λάβουμε υπόψη ορισμένα πράγματα:

  • Εάν πρόκειται να χρησιμοποιήσουμε πλέγματα ή πλέγματα, οι οπές σε αυτόν τον αγωγό πρέπει να είναι μικρότερες από το μήκος του σήματος που πρέπει να μπλοκαριστεί.
  • Ο εσωτερικός χώρος πρέπει να είναι πλήρως απομονωμένος χωρίς την παρουσία οποιουδήποτε τύπου ρωγμών. Υπάρχουν ρωγμές το κλουβί Faraday δεν θα απομονωθεί εντελώς.
  • Το πάχος του αγωγού πρέπει να χρησιμοποιείται ανάλογα με τη συχνότητα που θέλετε να αποκλείσετε.

Υπάρχουν πολλοί τρόποι για να φτιάξετε ένα κλουβί Faraday. Ας δούμε ποια είναι τα κύρια βήματα για την κατασκευή αυτού του τύπου κλουβιού:

  • Σχηματίζει έναν κύλινδρο που αποτελείται από μεταλλικό πλέγμα και πλατφόρμα αλουμινίου.
  • Πρέπει να τοποθετήσετε ένα ραδιόφωνο και να συντονιστείτε στην πλατφόρμα. Στη συνέχεια, τοποθετήστε τον κύλινδρο μεταλλικού πλέγματος στην πλατφόρμα. Καθώς έχετε τοποθετήσει το μεταλλικό πλέγμα, θα πρέπει να ελέγξετε ότι το ραδιοφωνικό σήμα αρχίζει να έχει υποστεί ζημιά. Αυτό σημαίνει ότι τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα που πρέπει να λάβει το ραδιόφωνο διακόπτονται από την τοποθέτηση του μεταλλικού πλέγματος.
  • Χρησιμοποιήστε κινητά τηλέφωνα και βεβαιωθείτε ότι μπορούν να πραγματοποιήσουν ή να λάβουν κλήσεις. Στη συνέχεια, τυλίξτε ένα από τα τηλέφωνα μέσα σε ένα φύλλο αλουμινίου και όταν πραγματοποιείτε μια κλήση από αυτό το τηλέφωνο, θα παρατηρήσετε ότι το σήμα είναι μπλοκαρισμένο.

Μερικά παραδείγματα

προστατευμένο στο αυτοκίνητο

Μερικά παραδείγματα του κλουβιού Faraday σήμερα φαίνονται σε πολλά παραδείγματα από την καθημερινή ζωή. Ένα από αυτά είναι όταν συνεχίζουμε ανελκυστήρα ή σε κτίριο από μεταλλικό κιγκλίδωμα. Σε αυτά τα μέρη, τα κινητά μας τηλέφωνα δεν λειτουργούν. Συμβαίνει επίσης με το φούρνο μικροκυμάτων. Για να αποφευχθεί η διαφυγή των κυμάτων προς τα έξω, κατασκευάζεται ένα κλουβί Faraday για την αποφυγή επιβλαβών επιπτώσεων στην υγεία. Τα ειδικά κοστούμια των ηλεκτρολόγων τεχνικών είναι επίσης τα ίδια.

Αν συναντήσαμε το αυτοκίνητό μας κατά τη διάρκεια μιας ηλεκτρικής καταιγίδας, παραμένοντας μέσα στο όχημα, προστατεύουμε από κεραυνούς.

Ελπίζω ότι με αυτές τις πληροφορίες μπορείτε να μάθετε περισσότερα για την πανίδα του Faraday και τα χαρακτηριστικά της.


Γίνε ο πρώτος που θα σχολιάσει

Αφήστε το σχόλιό σας

Η διεύθυνση email σας δεν θα δημοσιευθεί. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *

*

*

  1. Υπεύθυνος για τα δεδομένα: Miguel Ángel Gatón
  2. Σκοπός των δεδομένων: Έλεγχος SPAM, διαχείριση σχολίων.
  3. Νομιμοποίηση: Η συγκατάθεσή σας
  4. Κοινοποίηση των δεδομένων: Τα δεδομένα δεν θα κοινοποιούνται σε τρίτους, εκτός από νομική υποχρέωση.
  5. Αποθήκευση δεδομένων: Βάση δεδομένων που φιλοξενείται από τα δίκτυα Occentus (ΕΕ)
  6. Δικαιώματα: Ανά πάσα στιγμή μπορείτε να περιορίσετε, να ανακτήσετε και να διαγράψετε τις πληροφορίες σας.