הכלוב של פאראדיי: איך זה עובד, יישומים

כלוב שלפאראדיי הוא שם המעטפת העשויה מחומר מנצח ושימש כדי להגן על הפנים שלך מפני הפרעות ואלקטרומגנטית חיצונית. זה התגלה כניסוי מדעי, שפותח על ידי הפיזיקאי האנגלי מייקל פאראדיי בשנת 1836, והוא משמש עד היום להגנה מעגלים חשמליים רגיש לשכיחות גלים אלקטרומגנטיים בתדרים שונים.

ראה גם: מייקל פאראדיי - תגליות ומורשת מדעית

איך עובד הכלוב של פאראדיי

הכלוב של פאראדיי אינו אלא א יישום טכנולוגי של תופעה המכונה מגן אלקטרוסטטי. תופעה זו מתרחשת רק בחומרים מוליכים (מתכות), כגון ברזל, כסף ונחושת, שהם מאופיין בכך שיש מספר גדול של אלקטרונים חופשיים, המסוגלים לנוע בחופשיות לאורך מנצח.

בשל הניידות הגבוהה שיש להם, מטענים חשמליים של חומרים מוליכים מעדיפים להתפשט על פני שטח המתכות. תארו לעצמכם את המקרה שבו מספר גדול של אלקטרונים ממוקמים במרכז מוליך: הדחייה ביניהם תגרום להם להתרחק מהר ככל האפשר מהמרכז. לאחר ההפצה, העומסים גורמים לכל פני השטח של המוליך להיות בעלי אותו ערך של מתח חשמלי, מוליד א משטח שְׁוֵה כֹּחַ.

הרשת המוליכה המקיפה את האדם מגינה עליו, מתפקדת ככלוב של פאראדיי.

מכיוון שבמוליכים כל העומסים מופצים על פניו,

או שדה חשמלי בפנים זה הופך לאפס וכתוצאה מכך אין הבדל פוטנציאלי חשמלי בתוך החומרים האלה. התנהגות כזו מבטיחה שכל גוף שנשאר בתוך מוליך סגור יהיה חופשי מהשפעת שדות חשמליים חיצוניים, עזים ככל שיהיו.

כאשר שדה חשמלי חיצוני מופנה לכלוב פאראדיי, האלקטרונים של הכלוב מתארגים מחדש כך שהשדה החשמלי בתוך הכלוב יישאר ריק. בדרך זו, עם המכשירים האלה, ניתן למנוע התרחשות של פריקה חשמלית או אפילו שכיחות של גל אלקטרומגנטי.

אותו דבר קורה עם שכיחותם של גלים אלקטרומגנטיים. במקרה זה, המרווח בין "חורי" הכלוב חייב להיות בעל ממדים הקרובים לאורך גל אלקטרומגנטי שאתה רוצה לחסום.

ראה גם: סקרנות לגבי קרניים שגורמות לשיער של מישהו להתייצב

יישומי כלוב של פאראדיי

ישנם מספר רב של יישומים טכנולוגיים המשתמשים בעקרון המשמש בכלובו של פאראדיי. מכשירים אלה רגישים לעיתים קרובות לשדות חשמליים ו שדה מגנטי ולכן הם מצופים בלוחות מתכת או רשתות.

בדוק כמה דוגמאות של מכשירים המשתמשים בכלוב של פאראדיי על מנת לתפקד כראוי:

• כוננים קשיחים (HD);

• מקורות מתח;

• מוט הברק של פאראדיי;

• ביגוד מגן;

• מיקרוגל.

כשם שניתן להשתמש בכלוב פאראדיי לחסימת הפרעות כניסה, ניתן להשתמש בו גם לחסימת תפוקת גלים אלקטרומגנטיים, כמו במקרה של מיקרוגל. בנוסף, רכבים כמו מכוניות וכלי טיס מתפקדים גם ככלובי פאראדיי ומגנים על הנוסעים שבפנים מפני פריקות חשמל המגיעות מבחוץ.

מאת רפאל הלרברוק
מורה לפיזיקה

מָקוֹר: בית ספר ברזיל - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/gaiola-de-faraday.htm