faraday bur

Fysisk

2022

Vi förklarar vad en Faraday-bur är, dess historia, hur den fungerar och hur den är byggd. Även exempel från vardagen.

Många tak fungerar som en Faraday-bur för att isolera interiören från elektricitet.

Vad är en Faraday-bur?

En Faraday-bur är en behållare fodrad med material elledare (som metallplattor eller nät) som fungerar som en sköld mot effekterna av en elektriskt fält kommer från utlandet.

Många element som vi använder i vardagen tillämpar Faradays burprincip, till exempel: kablar, mikrovågsugnar, bilar och flygplan. Dess form och storlek kan variera, liksom de material den är belagd med.

Faraday-burens historia

År 1836 utförde Michael Faraday experimenten som gjorde att han kunde bygga den isolerande buren.

Faraday-buren är uppkallad efter sin uppfinnare, den brittiske fysikern Michael Faraday (1791-1867), som observerade att ett ledande material uppvisade effekterna av en elektrisk urladdning endast på utsidan. Detta tycktes tyda på att laddningarna på ledaren var fördelade på ett sådant sätt att de inre elektriska fälten eliminerades.

För att bevisa detta täckte Faraday 1836 väggarna i ett rum med aluminiumskivor. Med hjälp av en elektrostatisk generator applicerade han höga urladdningar Spänning utanför nämnda rum. Och med ett elektroskop (en enhet som upptäcker närvaron av elektriska laddningar i en kropp) kunde verifiera att inne i rummet var det elektriska fältet noll.

Tack vare detta och många andra experiment intar Faraday en framträdande plats bland de forskare som gjorde det möjligt för elektricitet har de praktiska användningsområden vi känner till idag.

Hur fungerar en Faraday-bur?

När ett elektriskt fält appliceras på en behållare som har belagts med aluminium eller metallnät, fungerar behållaren som en elektrisk ledare som är polariserad.

När den är polariserad blir ledaren positivt laddad i den riktning som det externa elektromagnetiska fältet rör sig och samtidigt blir den negativt laddad i motsatt riktning, vilket genererar ett elektriskt fält som är lika i storlek men motsatt det elektromagnetiska fältet som har varit applicerad.

Summan av båda fälten, inuti nämnda behållare eller Faraday-bur, kommer att vara lika med noll. Det vill säga, ledande material, i närvaro av externa elektriska fält, ordnar alltid sina laddningar på sin yta på ett sådant sätt att det interna elektriska fältet är noll.

Hur gör man en Faraday-bur?

Om du lindar in en telefon helt i aluminium blockeras signalen.

Att göra en Faraday-bur är enkel: det innebär bara att innesluta ett visst utrymme i ett ledande material. De nödvändiga materialen är ganska tillgängliga: metallskärmar, aluminiumfolie, lådor eller till och med en papperskorg av stål.

Innan vi fortsätter måste vi ta hänsyn till följande:

  • Om vi ​​ska använda trådnät eller galler (som de som används för hönshus), måste hålen i den ledaren vara mindre än längd signal som ska blockeras.
  • Det inre utrymmet ska vara helt isolerat, utan sprickor.
  • Tjockleken på den ledare som ska användas beror på frekvensen som ska blockeras.

Det finns många sätt att göra en Faraday-bur, men med detta enkla experiment kan vi kontrollera dess karakteristiska skärmningseffekt:

  • Gör en cylinder med metallnät och en aluminiumplattform.
  • Placera en inställd radio på plattformen och montera sedan trådnätscylindern på plattformen. Du kommer omedelbart att märka hur radiosändningen slutar. De elektromagnetiska vågorna som radion ska ta emot avbryts av placeringen av nätet.
  • Ta två mobiltelefoner och kontrollera att de kan ringa och ta emot samtal utan problem. Slå sedan in en av telefonerna i ett ark aluminiumfolie. När du ringer till den här telefonen kommer du att märka att signalen är blockerad.

Exempel på Faraday-buren

Principen enligt vilken Faraday-burar fungerar kan observeras i många exempel från vardagen:

  • När vi märker att våra mobiltelefoner inte fungerar i en hiss eller inne i en byggnad gjord av metallgaller, står vi inför en manifestation av principen om Faraday-buren.
  • Våra mikrovågsugnar är utrustade med Faraday-burar för att förhindra deras vågor fly utomlands och ha någon skadlig effekt på vår Hälsa.
  • Specialdräkterna för eltekniker som reparerar högspänningsledningar.
  • När du kör bil under ett åskväder rekommenderas det att stanna inne i fordonet, eftersom dess kroppar kommer att fungera som en Faraday-bur inför blixten.
  • Metallfolier eller nät placeras också på väggarna i MRI-laboratorier där MRI utförs, för att förhindra vågor från att fly och skydda operatörernas hälsa.
  • Cyberattacker har genererat ett betydande utbud av Produkter för att hämma de elektromagnetiska vågorna som skickas av eventuella hackare. Olika Företag De erbjuder tillbehör för att göra våra enheter osynliga inom området trådlösa anslutningar: fodral till bilnycklar, ryggsäckar, kuvert, plånböcker eller portföljer tillverkade enligt principen om Faraday-buren.
!-- GDPR -->