Еще в далеком 1836 году английским физиком М. Фарадеем было изобретено устройство для экранирования аппаратуры от всевозможных электромагнитных полей. Несмотря на почтенный возраст изобретения, оно актуально до сих пор. Речь идет о клетке Фарадея. О ней я и расскажу вам сегодня.
Что такое клетка Фарадея и как она работает
Итак, данное устройство представляет собой клетку, которая выполнена из металла с высокой электропроводностью и в большинстве случаев имеющее заземление. А принцип действия данного устройства предельно прост:
Под воздействием внешнего электромагнитного поля внутри металла клетки свободные электроны начинают движение. В результате этого противоположные стороны клетки конструкции приобретают такой заряд, что образованное им поле стремится компенсировать воздействие внешнего электромагнитного поля.
Но клетка Фарадея не способна защитить от постоянного или же медленно изменяющегося магнитного поля. Например, в такой клетке компас все так же верно указывает на север, что говорит нам о том, что магнитные линии Земли беспрепятственно проникают во внутренний объем клетки.
Для того, чтобы экранировать высокочастотные излучения, размер ячейки должен быть меньше длины волны излучения.
Причем эффективность экранирования напрямую зависит от формы токопроводящего материала.
При этом прослеживается следующая зависимость: чем быстрее изменяется электромагнитное поле, тем сильнее сопротивляется материал к проникновению поля вовнутрь клетки.
Но при этом так же верно следующее: чем больше частота поля, тем лучше оно проникает через сетку с фиксированным размером ячейки.
Если же источник переменного электромагнитного поля поместить внутрь незаземленной клетки Фарадея, то можно заметить, что электромагнитные волны гасятся в меньшей степени, чем входящие.
Примечание. Распространено заблуждение, что клетка Фарадея полностью блокирует электромагнитное поле. Она (клетка) лишь максимально снижает его воздействие и степень этого снижения зависит от следующих факторов:
1. Размер ячейки и электропроводность металла клетки.
2. Частота и форма электромагнитной волны.
3. Расстояние от источника излучения.
4. Мощность источника изучения.
И получается, что клетка из сплошных листов стали гораздо эффективней подавляет излучение, чем любая сетка.
Использование клеток Фарадея в современном мире
Итак, принцип работы понятен и предельно прост, теперь давайте посмотрим, где такие клетки используются сейчас. И для этого нам не надо отправляться в лаборатории, а достаточно выйти на кухню и взглянуть на микроволновку.
Ее корпус выполнен из сплошного металла, а на прозрачную дверцу нанесен специальный металлический перфорированный лист железа с ячейкой от 1 до 3 мм, что успешно блокирует излучение с длиной волны в 12 см.
Так же если вы посмотрите на самый обычный телевизионный кабель, то вы увидите в нем экранирующую оболочку, которая так же является клеткой Фарадея.
Еще модифицированные клетки используются в специальных защитных костюмах обслуживающего персонала подстанций напряжением выше 330 кВ.
Даже этих нескольких примеров вполне достаточно чтобы понять, что изобретение великого М. Фарадея живет и очень активно используется в современном мире. Если вам понравилась статья, тогда оцените ее лайком и спасибо, что уделили внимание!