Как Работят Клетките На Фарадей

{h1}

Клетките фарадей защитават съдържанието си от статични електрически полета. Научете как работят клетките на faraday и как се използват за различни цели.

Електричеството е жизнената сила на много аспекти на нашия свят. Без волтове и усилватели много от нашите технологични иновации биха престанали да съществуват. Дори телата ни не биха функционирали без електрически заряд, пропускащ нашите клетки. Но това, което електроенергията дава, електричеството може да отнеме.

Въпреки че тази форма на енергия е жизненоважна за толкова голяма част от живота ни, това е едно от онези неща, които са добри само в точните количества. Твърде много електричество може да нанесе ток на хората. По същия начин може да убие нашата съвременна електроника и машини.

Но благодарение на Майкъл Фарадей, гениалният учен от 19-ти век, и едно от съименните му изобретения, клетката Фарадей, ние хората разработихме много начини да контролираме електричеството и да го направим по-безопасно за нашите компютри, автомобили и други изобретения - и за ние също.

Клетките Фарадей защитават съдържанието си от статични електрически полета. Една електрическо поле е силово поле, заобикалящо a заредена частица, като например електрон или протон.

Тези клетки често изглеждат ясно, добре, подобни на клетка. Някои от тях са толкова прости, колкото огради с верижни връзки или ледени корита. Други използват фина метална мрежа. Независимо от точния им вид, всички клетки на Фарадей поемат електростатични заряди или дори някои видове електромагнитно излъчване и ги разпределят около екстериора на клетката.

Електромагнитно излъчване е навсякъде около нас. Това е във видима и ултравиолетова светлина, в микровълните, които готвят храната ни и дори в FM и AM радио вълните, които изпомпват музика чрез нашите радиостанции. Но понякога тази радиация е нежелателна и направо разрушаваща. Именно там влизат клетките на Фарадей.

Тъй като клетката на Фарадей разпределя този заряд или радиация около екстериора на клетката, тя отменя електрически заряди или радиация във вътрешността на клетката. Накратко, клетка Фарадей е кухият проводник, в който зарядът остава върху външната повърхност на клетката.

Тази основна функция има много очарователни приложения в нашия електрически затрупан и технологично затънат свят. И въпреки че Фарадей в крайна сметка щеше да има своя ден, фонът за неговото изобретение всъщност има своите корени в по-ранни времена. И така, откъде се появи идеята за тези ултра полезни клетки? Разберете на следващата страница.

Първите констатации на Франклин

Ранните учени знаеха, че мълниите пазят тайните на всякакви невероятни сили. Бен Франклин проведе много експерименти, опитвайки се да разгадае загадките на електричеството.

Ранните учени знаеха, че мълниите пазят тайните на всякакви невероятни сили. Бен Франклин проведе много експерименти, опитвайки се да разгадае загадките на електричеството.

Именно Бен Франклин помогна да вдъхнови много от идеите зад клетките на Фарадей. Франклин, разбира се, прекара част от своята прословута кариера, летяща хвърчила в гръмотевични бури в опити за привличане на светкавици и по този начин вече беше донякъде запознат с капризите и концепциите за електричество.

През 1755 г. Франклин започва да играе с електричество по нови начини. Той наелектризира сребърна кутия за пинта и пусна в нея незаредена коркова топка, прикрепена към непроводима копринена нишка. Той спусна топката, докато докосне дъното на консервата и забеляза, че топката не е привлечена от вътрешните страни на консервата. Но когато Франклин изтегли тапата от корк и го закачи близо до външната страна на електрифицираната кутия, топката веднага беше изтеглена към повърхността на консервата.

Франклин беше мистифициран от взаимодействието на електричеството и заредените и незаредени обекти. Той призна толкова много в писмо до колега: "Ти изискваш причината; аз не я знам. Може би ще я откриеш и тогава ще бъдеш толкова добър, че да ми я съобщиш."

Десетилетия по-късно английски физик и химик на име Майкъл Фарадей направи други подходящи наблюдения - а именно той разбра, че електрически проводник (като метална клетка), когато се зарежда, проявява това зареждане само на повърхността си. Това не оказва влияние върху вътрешността на проводника.

Фарадей потвърди това наблюдение, като облицова стая с метално фолио и след това зарежда фолиото с помощта на електростатичен генератор. Той постави ан електроскоп (устройство, което открива електрически заряди) вътре в помещението и, както той очакваше, обхватът показваше, че в помещението няма такса. Зарядът просто се движеше по повърхността на фолиото и изобщо не прониква в стаята.

Фарадей допълнително разгледа това явление с известния си експеримент с ледена кутия. В този тест той основно дублира идеята на Франклин, като спусна заредена месингова топка в метална чаша. Както се очакваше, резултатите му бяха същите като тези на Франклин.

Тази концепция има всевъзможни невероятни приложения, но ето едно, което е от значение за всеки, който някога е бил в самолет. Представете си как летите в самолет, изведнъж ударен от мълния. Това не е рядко срещано събитие - всъщност се случва редовно, но самолетът и пътниците му не са засегнати. Това е така, защото алуминиевият корпус на самолета създава клетка Фарадей. Зарядът от мълнията може да премине безобидно по повърхността на самолета, без да повреди оборудването или хората вътре.

Всъщност не е шокиращо. Това е просто наука. На следващата страница ще видите как наистина работи този умен дизайн на клетки.

Електростатични за хората

За да разберете как работят клетките на Фарадей, трябва основно разбиране за това как електричеството работи в проводниците. Процесът е прост: Металните предмети, като алуминиева мрежа, са проводници и имат електрони (отрицателно заредени частици), които се движат в тях. Когато няма електрически заряд, проводникът има приблизително еднакъв брой преплитащи положителни и отрицателни частици.

Ако външен обект с електрически заряд се приближи до проводника, положителните и отрицателните частици се разделят. Електрони със заряд, противоположен на външния заряд, се изтеглят към този външен обект. Електрони със същия заряд като външния обект се отблъскват и се отдалечават от този обект. Това преразпределение на таксите се нарича електростатична индукция.

При наличие на външен зареден обект положителните и отрицателните частици се навиват от противоположните страни на проводника. Резултатът е противоположно електрическо поле, което отменя полето на заряда на външния обект вътре в металния проводник. Тогава нетният електрически заряд вътре в алуминиевата мрежа е нулев.

И ето истинският ритник. Въпреки че вътре в проводника няма заряд, противоположното електрическо поле наистина има важен ефект - предпазва вътрешността от външни статични електрически заряди, а също и от електромагнитно излъчване, като радиовълни и микровълни. В това се крие истинската стойност на фарадейските клетки.

Ефективността на това екраниране варира в зависимост от конструкцията на клетката. Различията в проводимостта на различни метали, като мед или алуминий, влияят върху функцията на клетката. Размерът на дупките в екрана или мрежата също променя възможностите на клетката и може да се регулира в зависимост от честотата и дължината на вълната на електромагнитното излъчване, което искате да изключите от вътрешността на клетката.

Клетките на Фарадей понякога минават под други имена. Те могат да бъдат наречени Фарадей щити, RF (радио честота) клетки, или EMF (електромоторна сила) клетки.

Без значение как ги наричате, клетките на Фарадей най-често се използват в научни лаборатории, или в експерименти, или при разработване на продукти. На следващата страница ще разберете как точно инженерите поставят тези гениални щитове на изпитание.

Не това, което Майкъл имаше в ума

Когато Фарадей построи първата си клетка, той вероятно нямаше кражба по мозъка. Но ченгетата често хващат шофьори, които облицоват чанти с алуминиево фолио, което пречи на противокрадните RFID етикети, прикрепени към скъпи продукти в магазините на дребно.

Фарадей, съвременният път

Той беше от бедно семейство и имаше малко образование като дете, но Майкъл Фарадей стана един от най-известните и известни учени в света.

Той беше от бедно семейство и имаше малко образование като дете, но Майкъл Фарадей стана един от най-известните и известни учени в света.

Хората използват клетки Faraday за широк спектър от цели - понякога в езотерични лабораторни настройки, друг път в общи продукти. Автомобилът ви например е клетка Фарадей. Ефектът на клетката, а не гумените гуми, ви предпазва в случай на удар от мълния наблизо.

Много сгради също действат като клетки на Фарадей, макар и само случайно. С мазилките или бетонните си стени, осеяни с метална арматура или телена мрежа, те често се опустошават с безжични интернет мрежи и сигнали на мобилен телефон.

Но защитният ефект най-често е от полза за човечеството. Микровълновите фурни обръщат ефекта, улавяйки вълни в клетката и бързо приготвяйки храната си. Екранираните телевизионни кабели помагат да се поддържа ясно и ясно изображение, като се намаляват смущения.

Енергийните облекла често носят специално изработени костюми, които експлоатират концепцията за клетка Faraday. В рамките на тези костюми, ламелите могат да работят по електропроводи с високо напрежение с много по-малък риск от ток.

Правителствата могат да защитят жизненоважно телекомуникационно оборудване от удари от мълнии и други електромагнитни смущения, като изграждат около тях фарадейски клетки. Научните лаборатории в университети и корпорации използват напреднали клетки Faraday, за да изключат напълно всички външни електрически заряди и електромагнитно излъчване, за да създадат напълно неутрална среда за тестване за всякакви експерименти и разработване на продукти.

Заинтригуван? Продължете да четете и ще видите други диви начини, които този прост ефект на клетката се използва за сложни цели.

Направете своя собствена клетка

Не е нужно да харчите милиони или да имате физическа степен, за да направите своя собствена клетка Фарадей. В интернет можете да намерите инструкции за изграждане на обикновена клетка от обикновени домакински продукти.

Авангардни клетки

Микровълновите фурни са един често срещан продукт, който използва клетка Faraday. Вместо да пазят микровълновите печки, те ги принуждават в малка камера за готвене, която

Микровълновите фурни са един често срещан продукт, който използва клетка Faraday. Вместо да пазят микровълновите печки, те ги принуждават в малка камера за готвене, която "щурква" храната ви.

Въртете се до болница и ще намерите клетки Faraday под формата на MRI (магнитно-резонансно сканиране) стаи. ЯМР сканирането разчита на мощни магнитни полета за създаване на полезни за медицината сканирания на човешкото тяло. ЯМР-помещенията трябва да бъдат екранирани, за да се предотврати въздействието на бездомните електромагнитни полета върху диагностичните изображения на пациента.

Има много политически и военни приложения и за клетките на Фарадей. Политиците могат да изберат да обсъждат чувствителни въпроси само в екранирани помещения, които могат да блокират технологиите за подслушване. Всички съвременни въоръжени сили зависят от електрониката за комуникационни и оръжейни системи, но има улов - тези системи са уязвими към агресивни ЕМР (електромагнитни импулси), които могат да бъдат резултат от слънчева буря или дори от антропогенни атаки. За да защитят критичните системи, военните понякога използват екранирани бункери и превозни средства.

По същата причина клетките на Фарадей са любим обект в субкултурата на оцеляването. Тези хора, които проповядват самодостатъчност и недоверие на правителствената реакция пред хора, причинени от природни бедствия, вярват в защитата на цялата важна електроника с помощта на домашни фарадейски клетки. В случай, че настъпи апокалиптичен катаклизъм, те все още ще имат своите радиовръзки и други високотехнологични инструменти, които могат да бъдат спасители.

Дори и да не се занимавате особено със сценарии за съдния ден, вероятно клетките на Фарадей играят роля в живота ви всеки ден. Тези клетки използват основния принцип на физиката и помагат на хората по цялата планета да използват тези принципи - за безопасност, лукс, удобство и за да помогнат за по-нататъшното все по-вълнуващо технологично развитие.

Източници

  • История на BBC. "Майкъл Фарадей (1791 - 1867)." Bbc.co.uk. (17 юни 2011 г.) //bbc.co.uk/history/historic_figures/faraday_michael.shtml
  • Коен, Бернар. "Експериментите на Бенджамин Франклин." Profiles.nlm.nih.gov. 1941. (17 юни 2011 г.) //profiles.nlm.nih.gov/ps/access/BBANDN.ocr
  • Доклад за критичните национални инфраструктури "Доклад на Комисията за оценка на заплахата за атака на електромагнитния импулс (ЕМП) към Съединените щати." Futurescience.com. 2008. (17 юни 2011 г.) //futurescience.com/A2473-EMP-Commission.pdf
  • Емануелсън, Джери. „Подготовка за електромагнитна импулсна атака или силна слънчева буря.“ Futurescience.com. 2011. (17 юни 2011 г.) //futurescience.com/emp/emp-protection.html
  • Магнитна лаборатория на държавния университет във Флорида. "Ледената болка на Фарадей." Magnet.fsu.edu. (17 юни 2011 г.) //magnet.fsu.edu/education/tutorials/java/faradaypail/index.html
  • Магнитна лаборатория на държавния университет във Флорида. „Клетка Фарадей“. Magnet.fsu.edu. (17 юни 2011 г.) //magnet.fsu.edu/education/tutorials/tools/faradaycage.html
  • Институт за технологии за обучение. "Майкъл Фарадей." Ilt.colombia.edu. 2000. (17 юни 2011 г.) //ilt.columbia.edu/projects/bluetelephone/html/faraday.html
  • Джеймс, Франк А. Дж. Л. „Майкъл Фарадей“. Webcitation.org. 2009. (17 юни 2011 г.) //webcitation.org/5kwc3quLs
  • Коп, Карло. „Втвърдяване на вашите компютърни активи.“ Globalsecurity.org. 1996. (17 юни 2011 г.) //globalsecurity.org/military/library/report/1997/harden.pdf
  • Морз, Робърт А. "Бенджамин Франклин: Доклади за електричеството." Lawlis.com. 2004. (17 юни 2011 г.) //lawlis.com/APEandM/BenjaminFranklinLetter.pdf
  • Раза, Ишфакур. „Заграждения в клетки на Faraday и намаляване на микропроцесорните емисии.“ CE-mag.com. 2001. (17 юни 2011 г.) //ce-mag.com/archive/01/Spring/Raza.html
  • Кралската институция на Великобритания. "Фарадей: Изследвания и открития." Rigb.com. (17 юни 2011 г.) //rigb.org/contentControl?action=displayContent&id=00000004786
  • Урбина, Иън и Шон Д. Хамил. „Докато икономиката се спуска, арестите за кражба на крак“. Nytimes.com. 22 декември 2008 г. (17 юни 2011 г.) //nytimes.com/2008/12/23/us/23shoplift.html
  • Вайнер, Адам. „Преживяване с електрическа авиация“. Popsci.com. 30 юни 2008 г. (17 юни 2011 г.) //popsci.com/breakdown/article/2008-06/electric-aviation-experience


Видео Добавка: Да разберем магнетизма - БГ СУБТИТРИ.




Изследване


Кой Популяризира Термина „Виртуална Реалност“?
Кой Популяризира Термина „Виртуална Реалност“?

Малки, Логически Роботи, Инжектирани В Хлебарки
Малки, Логически Роботи, Инжектирани В Хлебарки

Наука Новини


Как Работят Ураганите (Инфографики)
Как Работят Ураганите (Инфографики)

Редкият Додо Скелет Може Да Вземе Над $ 700K На Търг
Редкият Додо Скелет Може Да Вземе Над $ 700K На Търг

Прасето За Домашни Любимци Се Нуждае От Лифтинг
Прасето За Домашни Любимци Се Нуждае От Лифтинг

Полицията Измъчвана От Проблеми Със Съня
Полицията Измъчвана От Проблеми Със Съня

Какво Има В Урината? 3000 Химикали И Броене
Какво Има В Урината? 3000 Химикали И Броене


BG.WordsSideKick.com
Всички Права Запазени!
Възпроизвеждането На Използваните Материали Оставя Само Prostanovkoy Активна Връзка Към Сайта BG.WordsSideKick.com

© 2005–2020 BG.WordsSideKick.com