Amikor a Faraday ketrec villamosan vezető anyagokkal borított tartályról beszélünk. Michael Faraday tudós volt, aki nagyban hozzájárult a tudomány világához. Ennek a tudósnak köszönhetően sok olyan elem, amelyet a mindennapokban használunk a Faraday ketrec elvének alkalmazására.
Ebben a cikkben elmondunk mindent, amit tudnia kell a Faraday ketrecről, annak jellemzőiről és alkalmazásáról.
Főbb jellemzők
Amikor a Faraday ketrecről beszélünk, akkor egy elektromos vezetőképes anyagokkal borított tartályra utalunk. Ezek a vezetőképes anyagok lehetnek fémlemezek vagy hálók. Ezen anyagok összessége pajzsként működik a kívülről érkező elektromos tér hatásaival szemben. Michael Faraday felfedezésének köszönhetően sok olyan elem, amelyet a mindennapi életben használunk, alkalmazza ennek a ketrecnek az elvét. Néhány példa olyan elemekre, amelyeket a mindennapokban használunk, és amelyek ezt az elvet követik kábelek, személygépkocsik, repülőgépek és mikrohullámú sütők, többek között.
Változhat az elemek alakja és mérete, valamint azok az anyagok, amelyekkel a Faraday ketrec be van fedve. A Faraday ketrec összes jellemzőjének teljes megértése érdekében utat teszünk az időben, hogy megismerjük annak történetét.
Mindennek elején Michael Faraday 1836-ban elvégezte azokat a kísérleteket, amelyek lehetővé tették számára a szigetelő ketrec megépítését. Feltalálójának nevét viseli, mivel ő volt az a személy, aki megfigyelte, hogy egy vezető anyag csak kívülről mutatja az elektromos kisülés hatásait. Ez a fajta kísérlet azt mutatta, hogy a vezető töltései eloszthatók úgy, hogy meg tudják szüntetni a belső térben bekövetkező elektromos mezőket.
A felfedezés hatásainak igazolása érdekében Faraday egy szoba falát alumínium lepedővel borította. Elektrosztatikus generátort használt, és nagyfeszültségű sokkokat kezdett alkalmazni a szoba külsején. Elektroszkóppal ellenőrizni tudta, hogy a helyiségben az elektromos tér nulla volt-e. Az elektroszkóp olyan eszköz, amely lehetővé teszi számunkra az elektromos töltések jelenlétének felismerését a testben. Az ilyen típusú készülékeknek köszönhetően nagyszámú baleset megelőzhető az áram területén.
A faradayi ketrec kísérletnek és sok másnak köszönhetően ez a tudós egyike volt azoknak, akik lehetővé tették az elektromos áram olyan gyakorlati felhasználását, amilyeneket ma ismerünk.
Hogyan működik a Faraday ketrec
Meg fogjuk nézni, mi az alapja ennek a ketrecnek. Amikor elektromos teret alkalmazunk egy tartályra, amelyet szinte fémes anyagok borítanak, mint pl Alumínium vagy fém háló, tudjuk, hogy a tartály elektromos vezetőként működik, amely polarizált. Amikor ez a tartály polarizálódik, pozitív töltésekkel töltődik fel abban az irányban, amelyben a külső elektromágneses tér halad. Tudjuk, hogy bár kívülről pozitívan tölt, negatívan fordított irányban. Ily módon egy egyenlő nagyságú mező jön létre, de az alkalmazott elektromágneses mezővel ellentétes részben.
Mindkét mező összege mind a konténer belsejében, mind a a külső nulla. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a vezető anyagok minden töltésüket megrendelik, valahányszor a külső elektromos térbe ütköznek. Így sikerül a felszínen úgy rendezni a töltéseiket, hogy a belső mező értéke nulla legyen.
Hogyan készítsünk Faraday ketrecet
Ha olyan kísérleteket szeretne kipróbálni, mint Michael Faraday emelése, akkor megpróbálhatja maga is elkészíteni egy Faraday ketrecet. Például teljesen betakarhatunk egy telefont alumíniumba. Ha ezt megtesszük, akkor teljesen blokkoljuk a jelét. Az ilyen típusú ketrecek gyártása nagyon egyszerű. Csak be kell zárnunk egy bizonyos helyet egy vezető anyagba. Minden szükséges anyag meglehetősen hozzáférhető. Használhatunk olyan fémes anyagokat, mint alumínium fólia, dobozok, fém háló vagy acél szemetes.
Mielőtt folytatnánk a faradayi fauna elkészítését, figyelembe kell vennünk néhány dolgot:
- Ha hálókat vagy rácsokat fogunk használni, akkor a vezető lyukainak kisebbnek kell lenniük, mint a blokkolni kívánt jel hossza.
- A belső teret teljesen el kell különíteni repedések nélkül. Repedések vannak a Faraday ketrec nem lesz teljesen elszigetelve.
- A vezető vastagságát a blokkolni kívánt frekvencia szerint kell használni.
Faraday ketrec készítésének számos módja van. Nézzük meg, melyek a fő lépések az ilyen típusú ketrec elkészítéséhez:
- Fémhálóból és alumínium platformból álló hengert alkot.
- A rádiót be kell kapcsolnia és rá kell hangolnia a peronra. Ezt követően ténylegesen szerelje fel a fém hálós hengeret az emelvényre. A fémháló behelyezésekor ellenőrizze, hogy a rádiójel sérülni kezd-e. Ez azt jelenti, hogy az elektromágneses hullámokat, amelyeket a rádiónak fogadnia kell, a fémháló elhelyezése szakítja meg.
- Használjon mobiltelefonokat, és ellenőrizze, hogy tudnak-e hívásokat kezdeményezni vagy fogadni. Ezt követően tekerje be az egyik telefont egy alufóliás lapba, és amikor erről a telefonról kezdeményez hívást, észreveszi, hogy a jel blokkolva van.
Néhány példa
A Faraday ketrec néhány példája a mindennapi élet számos példájában látható. Az egyik az, amikor továbbmegyünk liftben vagy fémrácsból készült épületben. Ezeken a helyeken a mobiltelefonjaink nem működnek. A mikrohullámú sütővel is előfordul. Annak megakadályozása érdekében, hogy a hullámok kifelé menjenek, Faraday ketrec készül az egészségre gyakorolt káros hatások elkerülése érdekében. Az elektrotechnikusok speciális öltönyei is megegyeznek.
Ha elektromos vihar során találkoztunk autóval, a jármű belsejében tartózkodva megvédtük a villámlástól.
Remélem, hogy ezekkel az információkkal többet tudhat meg Faraday állatvilágáról és jellemzőiről.