Lồng Faraday là gì?

Trở lại năm 1836, nhà vật lý và nhà phát minh người Anh Michael Faraday đã tạo ra một thiết bị đặc biệt để che chắn các thiết bị khỏi bức xạ điện từ. Thiết bị này có liên quan đến ngày nay, và, như trước đây, mang tên của một nhà khoa học. Đó là về chiếc lồng Faraday.

Thiết bị này là một lồng bảo vệ làm bằng kim loại dẫn điện cao, và, như một quy luật, căn cứ. Nguyên lý hoạt động của thiết bị đơn giản này cũng khá đơn giản:

Khi một điện trường bên ngoài tác động lên tế bào, các electron tự do của kim loại của tế bào sẽ chuyển động và các mặt đối diện của cấu trúc được tích điện để trường của chúng bù cho điện trường ngoài.

Điều này có thể được kiểm tra trong một thí nghiệm đơn giản với hai máy quang điện và lồng Faraday được tích điện từ nguồn điện áp cao: một máy quang điện được gắn vào bề mặt bên trong của lồng đồng Faraday và đặt bên trong nó sẽ không hiển thị sự hiện diện của điện tích và một máy quang điện được kết nối bên ngoài sẽ hiển thị.

Một từ trường không đổi, không giống như một điện trường, sẽ xâm nhập vào tế bào mà không gặp trở ngại. Tuy nhiên, vì điện trường xen kẽ tạo ra từ trường xen kẽ được che chắn bởi tế bào, từ trường xen kẽ không thâm nhập vào tế bào, vì đơn giản là nó không có thời gian để phát sinh. Vì lý do này, lồng Faraday bảo vệ không gian bên trong của nó và các vật thể trong đó, không chỉ từ điện trường, mà còn khỏi tác động của sóng điện từ bên ngoài.

Nếu chúng ta chú ý đến tần số cao, thì sóng điện từ có tần số cao (so với kích thước của tế bào của lưới tế bào) sẽ phản xạ một phần từ tế bào, và chỉ đơn giản là sẽ chết trong độ dày của kim loại, tạo ra dòng điện xoáy trong nó, và cuối cùng tan vào dạng nhiệt.

Tuy nhiên, hiệu quả của chức năng sàng lọc của lồng Faraday có liên quan đến các thông số sau: với độ sâu của lớp bề mặt (lớp da), với độ dày của kim loại của tế bào và với kích thước của lỗ mở đối với bước sóng của bức xạ bên ngoài, từ đó cần phải che chắn. Vì vậy, để che chắn cáp, người ta sử dụng lồng Faraday với dây dẫn của một cấu trúc làm bằng vật liệu dẫn điện tốt. Kích thước tế bào, để hoạt động hiệu quả của lồng Faraday, nhất thiết phải nhỏ hơn nhiều so với bước sóng của bức xạ được sàng lọc.

Một loại lồng Faraday mọi người có thể gặp trong lò vi sóng. Trên cửa lò vi sóng có một lưới kim loại, các tế bào của chúng khá nhỏ so với bước sóng được tạo ra bởi máy phát cao tần. Lò vi sóng hoạt động ở tần số 2450 MHz và bước sóng ở đây cao hơn 12 cm một chút, rõ ràng, lưới trên cửa lò vi sóng dễ dàng che chắn bức xạ này, ngăn không cho nó đi ra ngoài.

Vai trò của phần còn lại của tế bào trong lò vi sóng được chơi bởi buồng kim loại trong đó thực phẩm được làm nóng. Nhân tiện, nếu bạn đặt điện thoại di động vào lò vi sóng (tắt!), Nó sẽ nằm ngoài vùng phủ sóng của mạng, vì sóng di động tiêu chuẩn GSM thậm chí còn dài hơn sóng do lò vi sóng tạo ra.

Có những bộ đồ kim loại hoạt động theo nguyên tắc của một chiếc lồng Faraday riêng lẻ, được làm bằng thép không gỉ và sợi đồng. Những bộ trang phục như vậy được sử dụng bởi những người lắp đặt đường dây điện cao thế, bởi vì ngay cả một đường dây bị ngắt, dài nhiều km, cũng tích tụ một lượng điện tích nguy hiểm trên chính nó. Một bộ đồ bảo vệ một người khỏi bị điện giật.

Các bộ bảo vệ như vậy dựa trên vải bạc bảo vệ các thợ điện khỏi tác động có hại của trường điện từ của việc lắp đặt điện áp cao, trong đó thành phần điện rất cao. Các bộ dụng cụ như vậy, theo các nhà sản xuất của họ, được thiết kế để bảo vệ:

• từ tiếp xúc với một điện trường tần số công nghiệp;

• từ những ảnh hưởng của dòng điện thiên vị gây ra bởi một trường điện từ xen kẽ;

• từ việc tiếp xúc với bức xạ điện từ mạnh phát sinh từ sự phóng điện giữa các tiếp điểm của bộ ngắt kết nối;

• từ điện giật khi chạm vào các vật được nối đất hoặc cách điện, các bộ phận của thiết bị, cũng như cỏ và bụi cây nhỏ;

• từ chấn thương điện khi tiếp xúc với điện áp cảm ứng hoặc bước.

Các bộ dụng cụ tạo ra một không gian được che chắn kín xung quanh cơ thể của một người mặc một bộ đồ, không bao gồm bất kỳ sự xâm nhập của điện trường bên trong. Tất cả các yếu tố của bộ dụng cụ được làm bằng vật liệu dẫn điện và được kết nối với nhau bằng các kênh tăng độ dẫn và tiếp xúc dẫn điện. Nhờ những bộ quần áo như vậy, cơ thể con người bị xáo trộn, và sự thoát nước an toàn của dòng điện có tính chất tĩnh điện hoặc điện dung được đảm bảo.

Những người yêu thích Cuộn Tesla cũng sử dụng trang phục giống với lồng Faraday cá nhân. Dòng điện chỉ đơn giản chảy xuống bề mặt của bộ đồ đến các bộ phận dẫn điện với ít lực cản hơn, mà không gây ra thiệt hại cho người tham gia chương trình.

Như bạn có thể thấy, lồng Faraday được sử dụng ngày nay rất nhiều. Lắp đặt điện cao thế được đặt trong lồng Faraday, lồng Faraday được sử dụng trong triển lãm, cuối cùng, bất kỳ sản xuất nào liên quan đến lò vi sóng nguy hiểm và bức xạ điện từ khác đều không hoàn thành nếu không có toàn bộ xưởng và phòng được đặt trong lồng Faraday.

Chúng tôi hy vọng rằng bài viết này hữu ích cho bạn và bây giờ bạn hiểu tầm quan trọng của một thiết bị trông đơn giản giống như một hộp lưới thông thường. Xét cho cùng, Lồng Faraday trong các ứng dụng khác nhau không chỉ che chắn nhiều loại thiết bị nhạy cảm với điện trường và bức xạ, mà còn bảo vệ sức khỏe của mọi người bằng cách ngăn ngừa ung thư và nhiều bệnh khác có thể gây ra do tiếp xúc quá nhiều với bức xạ điện từ trên cơ thể sống.