Keď hovoríme o Faradayova klietka hovoríme o nádobe pokrytej elektricky vodivými materiálmi. Michael Faraday bol vedec, ktorý mal veľký prínos pre svet vedy. Vďaka tomuto vedcovi je veľa prvkov, ktoré každodenne používame na uplatnenie princípu Faradayovej klietky.
V tomto článku vám povieme všetko, čo potrebujete vedieť o Faradayovej klietke, jej vlastnostiach a aplikáciách.
kľúčové vlastnosti
Keď hovoríme o Faradayovej klietke, máme na mysli kontajner pokrytý elektricky vodivými materiálmi. Tieto vodivé materiály sa môžu stať kovovými doskami alebo okami. Sada týchto materiálov funguje ako štít pred účinkami elektrického poľa prichádzajúceho zvonka. Vďaka objavu Michaela Faradaya mnoho prvkov, ktoré používame v každodennom živote, uplatňuje princíp tejto klietky. Niektoré z príkladov prvkov, ktoré každodenne používame a ktoré sa riadia týmto princípom sú káble, autá, lietadlá a mikrovlnné rúry, medzi ostatnými.
Môže sa meniť tvar a veľkosť prvkov, ako aj materiály, ktorými je Faradayova klietka pokrytá. Aby sme úplne pochopili všetky vlastnosti Faradayovej klietky, vydáme sa na cestu späť v čase, aby sme pochopili jej históriu.
Na začiatku toho všetkého Michael Faraday V roku 1836 uskutočnil experimenty, ktoré mu umožnili postaviť túto izolačnú klietku. Nesie meno svojho vynálezcu, pretože práve on pozoroval, že vodivý materiál vykazuje účinky elektrického výboja iba zvonka. Tento typ experimentu naznačil, že náboje na vodiči sa dajú distribuovať takým spôsobom, že môžu rušiť interné elektrické polia.
S cieľom overiť účinky tohto objavu Faraday zakryl steny miestnosti hliníkovými plechmi. Použil elektrostatický generátor a začal pôsobiť vysokonapäťové rázy na vonkajšiu stranu miestnosti. Pomocou elektroskopu dokázal overiť, že elektrické pole vo vnútri miestnosti bolo nulové. Elektroskop je zariadenie, ktoré nám umožňuje detekovať prítomnosť elektrických nábojov vo vnútri tela. Vďaka tomuto typu zariadenia je možné zabrániť veľkému počtu nehôd v oblasti elektrickej energie.
Vďaka experimentu vo Faradayovej klietke a mnohým ďalším bol tento vedec jedným z tých, ktorí umožnili elektrine praktické využitie, aké poznáme dnes.
Ako funguje Faradayova klietka
Uvidíme, aké sú základy fungovania tejto klietky. Keď aplikujeme elektrické pole na nádobu takmer pokrytú kovovými materiálmi ako napr Ide o hliníkové alebo kovové oká, vieme, že nádoba funguje ako elektrický vodič, ktorý je polarizovaný. Keď sa táto nádoba polarizuje, nabije sa kladnými nábojmi v smere, v ktorom sa pohybuje vonkajšie elektromagnetické pole. Vieme, že zároveň je zvonka kladne nabitý, opačne je nabitý negatívne. Týmto spôsobom sa vytvorí pole rovnakej veľkosti, ale v opačnej časti ako použité elektromagnetické pole.
Súčet oboch polí vo vnútri uvedeného kontajnera aj exteriér sa rovná nule. K tomu dochádza vďaka skutočnosti, že vodivé materiály objednávajú všetky svoje náboje vždy, keď narazia na vonkajšie elektrické pole. Takto sa im podarí usporiadať svoje náboje na povrchu tak, aby malo vnútorné pole hodnotu nula.
Ako si vyrobiť Faradayovu klietku
Ak chcete vyskúšať experimenty, ako je napríklad zdvíhanie Michaela Faradaya, môžete si sami urobiť Faradayovu klietku. Napríklad môžeme úplne zabaliť telefón do hliníka. Ak to urobíme, váš signál úplne zablokujeme. Výroba tohto typu klietky je veľmi jednoduchá. Musíme len uzavrieť určitý priestor vo vodivom materiáli. Všetky potrebné materiály sú celkom prístupné. Môžeme použiť kovové materiály ako je hliníková fólia, boxy, kovové pletivo alebo oceľový odpadkový kôš.
Pred výrobou fauny Faraday musíme vziať do úvahy niekoľko vecí:
- Ak budeme používať oká alebo mriežky, otvory v tomto vodiči musia byť menšie ako dĺžka signálu, ktorý sa má blokovať.
- Vnútorný priestor musí byť úplne izolovaný bez akýchkoľvek prasklín. Praskliny existujú Faradayova klietka nebude úplne izolovaná.
- Hrúbka vodiča sa musí použiť v závislosti od frekvencie, ktorú chcete blokovať.
Existuje mnoho spôsobov, ako vyrobiť Faradayovu klietku. Pozrime sa, aké sú hlavné kroky pri výrobe tohto typu klietky:
- Tvorí valec zložený z kovovej siete a hliníkovej plošiny.
- Musíte umiestniť rádio a naladiť ho na platforme. Potom skutočne namontujte valec z kovovej siete na plošinu. Keď ste vložili kovové pletivo, mali by ste skontrolovať, či sa začína poškodzovať rádiový signál. To znamená, že elektromagnetické vlny, ktoré by rádio malo prijímať, sú prerušené umiestnením kovovej siete.
- Používajte mobilné telefóny a overte, či môžu uskutočňovať alebo prijímať hovory. Následne jeden z telefónov zabaľte do fólie z hliníkovej fólie a pri telefonovaní z tohto telefónu zistíte, že je blokovaný signál.
Niekoľko príkladov
Niektoré príklady Faradayovej klietky dnes možno vidieť na viacerých príkladoch z každodenného života. Jedným z nich je, keď ideme ďalej výťahom alebo v budove z kovovej mriežky. Na týchto miestach naše mobilné telefóny nefungujú. Stáva sa to aj pri mikrovlnke. Aby sa zabránilo úniku vĺn smerom von, vyrába sa Faradayova klietka, aby sa zabránilo škodlivým účinkom na zdravie. Rovnaké sú aj špeciálne obleky elektrotechnikov.
Ak sme naše auto stretli počas búrky, sme pobytom vo vnútri vozidla chránení pred bleskom.
Dúfam, že s týmito informáciami sa dozviete viac o faune Faraday a jej vlastnostiach.