κλουβί τουfaraday είναι το όνομα που δίνεται σε ένα περίβλημα που είναι κατασκευασμένο από υλικό αγωγός και χρησιμοποιείται για να προστατεύει το εσωτερικό σας από παρεμβολές καιεξωτερικά ηλεκτρομαγνητικά. Αναδείχθηκε ως επιστημονικό πείραμα, που αναπτύχθηκε από τον Άγγλο φυσικό Michael Faraday το έτος 1836, και εξακολουθεί να χρησιμοποιείται σήμερα για προστασία ηλεκτρικά κυκλώματα ευαίσθητο στη συχνότητα ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων διαφορετικών συχνοτήτων.
Δείτε επίσης: Michael Faraday - ανακαλύψεις και επιστημονική κληρονομιά
Πώς λειτουργεί το κλουβί του Faraday
Το κλουβί του Faraday δεν είναι παρά ένα τεχνολογική εφαρμογή ενός φαινομένου γνωστού ως ηλεκτροστατική ασπίδα. Αυτό το φαινόμενο συμβαίνει μόνο σε αγώγιμα υλικά (μέταλλα), όπως σίδηρος, ασήμι και χαλκός χαρακτηρίζεται από την ύπαρξη μεγάλου αριθμού ελεύθερων ηλεκτρονίων, ικανών να κινούνται ελεύθερα κατά μήκος του αγωγός.
Λόγω της υψηλής κινητικότητας που έχουν, το ηλεκτρικά φορτία αγώγιμων υλικών προτιμούν να εξαπλώνονται σε όλη την επιφάνεια των μετάλλων. Φανταστείτε την περίπτωση όπου ένας μεγάλος αριθμός ηλεκτρονίων είναι τοποθετημένοι στο κέντρο ενός αγωγού: η απώθηση μεταξύ τους θα τους έκανε να κινούνται γρήγορα όσο το δυνατόν πιο μακριά από το κέντρο. Μόλις διανεμηθούν, τα φορτία κάνουν ολόκληρη την επιφάνεια του αγωγού να έχει την ίδια τιμή
Ηλεκτρική ένταση, δημιουργώντας ένα επιφάνεια ισοδύναμος.
Δεδομένου ότι, στους αγωγούς, όλα τα φορτία κατανέμονται στην επιφάνειά του, Ο ηλεκτρικό πεδίο στο εσωτερικό γίνεται μηδενικό και κατά συνέπεια, δεν υπάρχει διαφορά ηλεκτρικού δυναμικού μέσα σε αυτά τα υλικά. Αυτή η συμπεριφορά διασφαλίζει ότι κάθε σώμα που μένει μέσα σε κλειστό αγωγό θα είναι απαλλαγμένο από την επίδραση εξωτερικών ηλεκτρικών πεδίων, όσο έντονο.
Όταν ένα εξωτερικό ηλεκτρικό πεδίο κατευθύνεται σε ένα κλουβί Faraday, τα ηλεκτρόνια του κλωβού αναδιατάσσονται έτσι ώστε το ηλεκτρικό πεδίο μέσα στο κλουβί να παραμείνει άκυρο. Με αυτόν τον τρόπο, με αυτές τις συσκευές, είναι δυνατόν να αποφευχθεί η εμφάνιση ηλεκτρικής εκφόρτισης ή ακόμη και η συχνότητα ενός ηλεκτρομαγνητικού κύματος.
Μην σταματάς τώρα... Υπάρχουν περισσότερα μετά τη διαφήμιση;)
Το ίδιο συμβαίνει και με τη συχνότητα ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων. Σε αυτήν την περίπτωση, η απόσταση μεταξύ των "οπών" του κλωβού πρέπει να έχει διαστάσεις κοντά στο μήκος του ηλεκτρομαγνητικό κύμα που θέλετε να αποκλείσετε.
Δείτε επίσης: Περιέργειες σχετικά με τις ακτίνες που κάνουν τα μαλλιά κάποιου να στέκονται στο τέλος
Εφαρμογές Faraday Cage
Υπάρχει ένας μεγάλος αριθμός τεχνολογικών εφαρμογών που χρησιμοποιούν την αρχή που χρησιμοποιείται στο κλουβί του Faraday. Αυτές οι συσκευές είναι συχνά ευαίσθητες σε ηλεκτρικά πεδία και μαγνητικά πεδία και, επομένως, είναι επικαλυμμένα με μεταλλικές πλάκες ή πλέγματα.
Δείτε μερικά παραδείγματα συσκευών που χρησιμοποιούν ένα κλουβί Faraday για να λειτουργήσουν σωστά:
σκληροί δίσκοι (HD)
πηγές τάσης
Η ράβδος του Faraday
ΠΡΟΣΤΑΤΕΥΤΙΚΑ ΡΟΥΧΑ;
ΦΟΥΡΝΟΣ ΜΙΚΡΟΚΥΜΑΤΩΝ.
Ακριβώς όπως το κλουβί Faraday μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να εμποδίσει την είσοδο παρεμβολών, μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για να εμποδίσει την έξοδο των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων, όπως στην περίπτωση του ΦΟΥΡΝΟΣ ΜΙΚΡΟΚΥΜΑΤΩΝ. Επιπλέον, οχήματα όπως αυτοκίνητα και αεροσκάφη λειτουργούν επίσης ως κλουβιά Faraday, προστατεύοντας τους επιβάτες μέσα από ηλεκτρικές εκκενώσεις που προέρχονται από έξω.
Από τον Rafael Hellerbrock
Καθηγητής φυσικής
Θα θέλατε να αναφέρετε αυτό το κείμενο σε σχολείο ή ακαδημαϊκό έργο; Κοίτα:
HELERBROCK, Ραφαέλ. "Faraday's Cage". Σχολείο της Βραζιλίας. Διαθέσιμο σε: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/gaiola-de-faraday.htm. Πρόσβαση στις 27 Ιουνίου 2021.
