häkkiFaraday on nimi materiaalille valmistetulle kotelolle kapellimestari ja sitä käytetään suojaamaan sisätilojasi häiriöiltä jaulkoinen sähkömagneettinen. Se syntyi tieteellisenä kokeena, jonka kehitti englantilainen fyysikko Michael Faraday vuonna 1836, ja sitä käytetään edelleen suojaamaan sähköpiirit herkkä eri taajuuksien sähkömagneettisten aaltojen esiintymiselle.
Katso myös: Michael Faraday - löytöjä ja tieteellistä perintöä
Kuinka Faradayn häkki toimii
Faradayn häkki on vain a tunnetun tekniikan teknologinen soveltaminen sähköstaattinen suojus. Tämä ilmiö tapahtuu vain johtavissa materiaaleissa (metalleissa), kuten raudassa, hopeassa ja kuparissa tunnettu siitä, että siinä on suuri määrä vapaita elektroneja, jotka pystyvät liikkumaan vapaasti kapellimestari.
Heidän suuren liikkuvuutensa vuoksi sähkövaraus johtavien materiaalien leviäminen mieluummin leviää metallien pinnalle. Kuvittele tapausta, jossa suuri määrä elektroneja sijoitetaan johtimen keskelle: niiden välinen karkotus saisi heidät siirtymään nopeasti mahdollisimman kauas keskustasta. Jaettuaan kuormitukset johtimen koko pinnalla on sama arvo
Sähköjännite, josta syntyy a pinta- potentiaalipotentiaali.
Koska johtimissa kaikki kuormat jakautuvat sen pinnalle, O sähkökenttä sen sisällä tulee tyhjäksi ja seurauksena sähköpotentiaalieroa ei ole näiden materiaalien sisällä. Tällainen käyttäytyminen varmistaa, että kaikki suljetun johtimen sisälle jätetyt kappaleet ovat vapaita ulkoisten sähkökenttien vaikutuksesta, vaikka ne olisivatkin voimakkaita.
Kun ulkoinen sähkökenttä ohjataan Faradayn häkkiin, häkin elektronit järjestyvät uudelleen siten, että häkin sisällä oleva sähkökenttä pysyy nollaan. Tällä tavoin näillä laitteilla on mahdollista estää sähköpurkautuminen tai jopa sähkömagneettisen aallon esiintyminen.
Älä lopeta nyt... Mainonnan jälkeen on enemmän;)
Sama tapahtuu sähkömagneettisten aaltojen esiintymisen kanssa. Häkin "reikien" välisen etäisyyden on tällöin oltava lähellä aukon pituutta sähkömagneettinen aalto jonka haluat estää.
Katso myös: Uteliaisuudet säteistä, jotka saavat kenenkään hiukset seisomaan
Faraday Cage -sovellukset
Faradayn häkissä käytettyä periaatetta hyödyntäviä teknisiä sovelluksia on paljon. Nämä laitteet ovat usein herkkiä sähkökentille ja magneettikentät ja siksi ne on päällystetty metallilevyillä tai silmillä.
Katso joitain esimerkkejä laitteista, jotka käyttävät Faradayn häkkiä toimiakseen oikein:
kiintolevyt (HD);
jännitelähteet;
Faradayn salama;
Suojavaatetus;
mikroaaltouuni.
Aivan kuten Faradayn häkkiä voidaan käyttää estämään häiriöiden pääsy sisään, sitä voidaan käyttää myös estämään sähkömagneettisten aaltojen lähtö, kuten mikroaaltouuni. Lisäksi ajoneuvot, kuten autot ja lentokoneet, toimivat myös Faradayn häkkeinä, jotka suojaavat sisällä olevia matkustajia ulkopuolelta tulevilta sähköpurkauksilta.
Kirjailija: Rafael Hellerbrock
Fysiikan opettaja
Haluatko viitata tähän tekstiin koulussa tai akateemisessa työssä? Katso:
HELERBROCK, Rafael. "Faradayn häkki"; Brasilian koulu. Saatavilla: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/gaiola-de-faraday.htm. Pääsy 27. kesäkuuta 2021.
