NộI Dung
- Lồng Faraday
- Lời khuyên
- Lồng Faraday DIY
- Faraday Lồng Wifi
- Ứng dụng lồng Faraday
- Vật lý lồng Faraday
- Nhà lồng Faraday
- Lồng Faraday cho lịch sử máy phát điện
Điện có thể nguy hiểm, nhưng thực hiện các biện pháp phòng ngừa an toàn thích hợp có thể cho phép bạn nghiên cứu cách sạc điện, cách điện trường xảy ra và các hiện tượng khác trong chức năng điện.
Kể từ buổi bình minh của điện trong vật lý, các nhà khoa học đã sử dụng thiết bị để tự bảo vệ khỏi tác hại khi thực hiện các thí nghiệm. Kiến thức này sẽ tạo ra các lồng Faraday như các phương pháp ngăn chặn mọi người khỏi bị tổn thương bởi điện.
Lồng Faraday
Lời khuyên
Khi một điện trường bên ngoài tiếp xúc với lồng, lồng tạo ra cùng một điện trường như thể điện tích được đặt bên trong. Bề mặt được trung hòa với điện tích dư chảy xuống đất nếu lồng được nối đất. Điều này ngăn điện áp hình thành ở phía bên kia của lồng để trường không truyền vật liệu. Các điện tích tự phân phối lại ở phía bên kia của vật liệu khi các điện tích tĩnh điện được tạo ra trên bề mặt.
Lồng Faraday DIY
Phương pháp xây dựng chuồng Faraday này đòi hỏi các tấm kim loại bằng đồng hoặc nhôm, băng keo, kéo, thùng các tông hoặc vật liệu tương tự và một quả bóng để kiểm tra xem lồng có hoạt động không. Vật liệu hoạt động tốt nhất là dây nhôm, đồng hoặc dây gà cho lồng gà Faraday. Lồng Faraday đòi hỏi rất nhiều tiếp xúc giữa các thành phần kim loại để thiết kế lưới có thể hoạt động tốt.
Tạo thành thùng chứa thành một tấm khiên hoặc lồng Faraday bằng cách biến nó thành, ví dụ, một hộp có thể bảo vệ bạn khỏi môi trường xung quanh. Bọc giấy bạc hoặc tấm kim loại xung quanh thùng chứa. Hãy chắc chắn rằng lồng có nhiều tiếp xúc giữa các tấm kim loại.
Cắt một màn hình để bạn có thể nhìn thấy bên ngoài từ bên trong lồng. Hãy chắc chắn rằng các lỗ nhỏ hơn bước sóng của bức xạ điện từ mà bạn muốn chặn.
Một số hướng dẫn chung là:
Faraday Lồng Wifi
Hãy thử sử dụng điện thoại di động của bạn bên trong lồng. Nó có nhận hoặc truyền tín hiệu wifi không? Bạn vẫn nên nhận được một lượng wifi yếu hơn vì lồng Faraday có thể làm giảm tần số của điện thoại di động, nhưng không hoàn toàn dừng nó.
Sóng vô tuyến mà điện thoại di động sử dụng có tần số đủ nhỏ để rò rỉ qua các lỗ nhỏ trong lồng, do đó bạn sẽ cần hàn hoặc hàn các khoảng trống nhỏ trong lồng Faraday để chống lại chúng.
Ứng dụng lồng Faraday
Các nhà hóa học sử dụng lồng Faraday để giảm tiếng ồn từ các nguồn bên ngoài trong khi thực hiện các phép đo chính xác. Các nhà nghiên cứu pháp y kỹ thuật số sử dụng túi Faraday, lồng Faraday làm bằng vải kim loại linh hoạt, để ngăn chặn việc lau từ xa và thay đổi bằng chứng hình sự.
Lồng Faraday cung cấp bảo mật cho máy tính để ngăn chặn các hành động như gián điệp. Ô tô và máy bay hoạt động cơ bản như những chiếc lồng Faraday bằng cách giữ cho hành khách tiếp xúc với các điện tích có hại.
Lồng Faraday cũng được sử dụng trong việc ngăn chặn các máy phát vô tuyến can thiệp vào các thiết bị khác và bảo vệ các cá nhân và vật thể khỏi dòng sét và phóng điện. Thiết bị gia dụng cũng sử dụng chúng. Sóng vi ba có các tấm chắn để ngăn sóng ra khỏi bên trong của chúng trong khi cáp TV làm giảm nhiễu điện từ bên ngoài để tạo ra hình ảnh.
Độ dẫn điện khác nhau của kim loại có thể ảnh hưởng đến cách lồng Faraday ngăn điện trường xâm nhập. Đồng là hiệu quả nhất, được sử dụng trong các cơ sở MRI của bệnh viện và các thiết bị máy tính, có thể được tạo thành đồng và hợp kim đồng phốt pho cho các mục đích cụ thể hơn.
Nhôm cũng là một vật liệu tốt vì nó mạnh về trọng lượng của nó và có độ dẫn cao, nhưng nó có thể bị rỉ theo thời gian và không được hàn tốt. Các tính năng khác trong thiết kế lồng Faraday bao gồm giá cả, ăn mòn, độ dày, tính dễ uốn, tần số bị chặn và làm thế nào các vật liệu có thể được tạo thành trong một cái lồng.
Vật lý lồng Faraday
••• Syed Hussain AtherLồng Faraday bảo vệ bên trong của chúng khỏi điện trường, một trường lực bao quanh các hạt tích điện như proton hoặc electron. Định luật Coulomb có thể được sử dụng để mô tả lực điện E như E = e1 e2/ 4πε0r2 trong đó _r là bán kính giữa các hạt tích điện, ε0 là số lượng hằng số cho phép chân không là 8,854 × 10−12 Fm−1 và _e1 e2 là điện tích của các hạt.
Khi bên trong lồng, bất kỳ điện nào tiếp xúc với bề mặt bên ngoài có thể được đo bằng công thức này. Trường lưới bên trong lồng vẫn bằng không, bảo vệ bất cứ thứ gì bên trong lồng.
Các điện tích trong một dây dẫn, chẳng hạn như vật liệu dẫn điện của lồng Faraday, ở trạng thái cân bằng phải cách nhau càng xa càng tốt để điện tích vẫn còn trên bề mặt. Điều này giữ cho điện trường bên trong không. Nếu bạn mang một vật tích điện dương ra bên ngoài lồng, các electron ở bề mặt bên trong sẽ tích tụ xung quanh nó để triệt tiêu nó.
Nhà lồng Faraday
Nếu bạn tưởng tượng mình trong một ngôi nhà lồng Faraday, bạn có thể sử dụng các vật liệu khác nhau để che chắn bản thân khỏi nhiễu điện từ.
Đồng là yếu tố đáng tin cậy nhất cho các ứng dụng chụp ảnh cộng hưởng từ (MRI) trong y học để bảo vệ con người khỏi tác hại của bức xạ điện từ. Nó cũng dễ dàng kết hợp với các yếu tố khác để tạo ra các hợp kim như đồng thau, đồng phốt pho và đồng berili có giá trị độ dẫn cao hơn.
Thép mạ trước là vật liệu tiết kiệm chi phí, ngăn chặn tần số thấp hơn xâm nhập. Thép carbon là một lựa chọn lý tưởng khác có thể chặn tần số các hợp kim và các yếu tố khác bỏ lỡ. Những vật liệu này thường đi kèm với mạ thiếc để ngăn chặn chúng bị ăn mòn.
Hợp kim đồng được biết đến là có khả năng chống ăn mòn. Nhôm là một lựa chọn lý tưởng khác, trong khi bạn cần kiểm tra các đặc tính ăn mòn và oxy hóa điện của nó, có thể phục vụ nhiều ứng dụng do tỷ lệ cường độ trên trọng lượng tốt và độ dẫn điện cao.
Lồng Faraday cho lịch sử máy phát điện
Năm 1836, nhà vật lý Michael Faraday đã quan sát thấy một dây dẫn tích điện sẽ lưu trữ điện tích dư thừa bên trong vật liệu, chứ không phải trong khoang mà dây dẫn đi kèm. Anh phủ một căn phòng bằng giấy kim loại. Với một máy phát tĩnh điện bên ngoài, anh nhận thấy không có điện tích bên trong theo máy quang điện của mình, một thiết bị dùng để đo điện tích. Ông đã sử dụng nó để xây dựng một lồng Faraday cho máy phát điện này.
Bảy năm sau Faraday chứng minh điện tích vẫn còn trên bề mặt của một dây dẫn cho các bề mặt kim loại. Sử dụng một cái xô kim loại bằng nước đá, anh ta cho thấy điện tích trong vỏ của một dây dẫn tạo ra một điện tích trên bề mặt bên trong của vỏ. Điện tích không ảnh hưởng đến khối lượng bên trong của vỏ. Sử dụng máy quang điện để đo điện tích, thí nghiệm của ông sẽ trở thành thí nghiệm định lượng đầu tiên về điện tích.