Faraday Cages的工作方式|事情怎兴发首页x么样

带有螺栓触摸笼子的法拉第笼子的插图。“width= — 法拉第笼子的插图，螺栓触及笼子。Opis Zagreb/shutterstock

电是我们世界许多方面的命脉。没有伏特和放大器，我们的许多技术创新将不复存在。如果没有电荷通过我们的细胞拉开电荷，我们的身体也无法正常工作。但是电力赋予了什么，电力可以带走。

尽管这种能量对我们的一生至关重要，但这是只有正确数量的东西之一。电力太多会导致人电力。同样，它可以杀死我们的现代电子和机器。

但是感谢迈克尔·法拉第（Michael Faraday法拉第笼子，我们人类已经开发了许多方法来控制电力，并使我们的计算机，汽车和其他发明以及对我们也更安全。

法拉第笼子屏蔽他们的内容来自电磁辐射。基本上，当电磁场撞击可以传导电力的东西时，电荷保留在导体的外部而不是内部行驶。法拉第笼子通常看起来很明显，好吧。有些像链条围栏或冰桶一样简单。其他人则使用优质的金属网格。

电磁辐射在我们周围。它处于可见和紫外线，在烹饪我们的食物甚至FM和AM无线电波中的微波炉中收音机。但是有时候，这种辐射是不受欢迎的和彻头彻尾的破坏性的。那就是法拉第笼子的进来。

作为一个法拉第笼子分发收费或辐射在笼子的外部周围，它取消了笼子内部的电荷或辐射。简而言之，法拉第笼是一个空心导体，其中电荷保留在笼子的外表面上。

该基本功能在我们的电气混乱和技术填充的世界中具有大量有趣的用途。尽管法拉第最终将有自己的一天，但他的发明的背景实际上是早期的根源。那么，这些超级使用笼子的想法从何而来？

内容

本杰明·富兰克林和迈克尔·法拉迪

尽管法拉第笼子以迈克尔·法拉迪（Michael Faraday）的名字命名本杰明·富兰克林谁帮助激发了法拉第笼子背后的许多想法。当然，富兰克林（Franklin）在雷暴中度过了一部分杰出的职业飞行风筝，以吸引闪电，因此已经有些熟悉了电力和电力的概念。

1755年，富兰克林（Franklin）开始以新的方式玩弄电力。他使银色的品脱罐振动，并降低了一个未充电的软木球，该软软木球在其上连接到了非导电丝线上，直到软木塞接触罐子的底部为止。“软木塞不会像外面那样被罐子的内部吸引，尽管它触及了底部，但是当被吸引时，没有被这种触摸所吸引通过触摸外部。事实是奇异的，”富兰克林写道在给同事的信中。

他被电力和带电和未充电的物体的相互作用所迷惑，并承认了很多：“您需要原因；我不知道。。”

几十年后，一位名叫Michael Faraday的英国物理学家和化学家做出了其他相关的观察，即，他意识到，充电时，电导体（例如金属笼）仅在其表面上表现出电荷。它对导体的内部没有影响。

法拉第通过用金属箔衬里然后通过使用静电发电机为箔充电。他放了一个电镜（一种检测到电荷的设备）在房间内部，正如他预期的那样，范围表明房间内没有充电。电荷只是沿着箔的表面移动，根本没有穿透房间。

法拉第进一步研究了这种现象他著名的冰桶实验。在这项测试中，他基本上通过将带电的黄铜球放入金属杯中来重复富兰克林的想法。正如预期的那样，他的结果与富兰克林的结果相同。

这个概念具有各种惊人的应用程序，但这是与曾经乘飞机曾经的任何人有关的。想象一下，飞机突然被闪电击中。这不是很少发生的事情 - 它经常发生，但飞机及其乘客没有受到影响。那是因为铝飞机的船体创造了一个法拉第笼子。从闪电无害地通过飞机的表面，而不会损害内部设备或人员。

真的，这并不令人震惊。这只是科学。那么，这种聪明的笼子设计如何真正起作用？

法拉第笼子做什么？

法拉第的笼实验。“width= — 法拉第笼实验：一个金属笼（像这一笼子一样），当充电时，仅在其表面充电。笼子的含量免受电荷和电磁辐射的保护。Patricia F. Carvalho/Getty Images

为了了解法拉第笼的工作方式，您需要对电力在导体中运行的基本了解。该过程很简单：金属物体（例如铝网格）是导体，并且具有电子（带负电荷的粒子）在其中移动。什么时候不存在电荷，导体具有大致相同数量的混合正和负颗粒。

如果带有电荷的外部物体接近导体，则正和负颗粒分开。与外部电荷相反的电荷的电子被吸引到该外部物体。与外部物体相同的电荷的电子被排斥并远离该物体。这种费用的重新分配称为静电诱导。

由于存在外部带电的物体，正和负颗粒在导体的相对侧呈上升。结果是一个相对的电场，该电场取消了金属导体内部电荷的场。这净电荷那么，铝网格内的内部为零。

这是真正的踢球者：尽管导体内部没有电荷，但相对的电场确实具有重要效果 - 它使内部屏蔽了外部静态电荷，也可以免受电磁辐射，例如无线电波和微波炉。其中是法拉第笼子的真正价值。

这种屏蔽的有效性各不相同取决于笼子的建筑。不同金属的电导率的变化，例如铜或铝，影响笼子的功能。屏幕或网格中的孔的大小也会更改笼子的能力，并且可以根据要从笼子内部排除的电磁辐射的频率和波长进行调整。

法拉第笼有时会以其他名字命名。他们可以叫法拉第盾，，，，RF（（无线电频率）笼子，要么EMF（（电动力）笼子。

无论您称之为什么，法拉第笼子都在实验或产品开发中最常用于科学实验室。

法拉第笼的现代用途

人们将法拉第笼子用于各种各样的目的 - 有时在深奥的实验室环境中，其他时间在普通产品中。你的车，例如，基本上是作为法拉第笼子的工作。这是这种效果，而不是橡胶轮胎，这可以在附近的雷击中保护您。

许多建筑物也像偶然地行动一样。他们的石膏或混凝土墙上散布着金属钢筋或电线网，他们经常与无线互联网网络和手机信号。

微波炉的开门“width= — 微波炉是使用法拉第笼子的一种常见产品。它们没有将微波炉放在外面，而是迫使它们进入一个“核”您的食物的小型烹饪室。
jutiterimages/©getty images/photos.com/thinkstock

但是屏蔽效果通常会使人类受益。微波炉逆转效果，笼子里的波浪并迅速烹饪您的食物。筛选的电视电缆有助于通过减少干扰来保持清晰，清晰的图像。

电力公司经常穿着特别制作的西装利用法拉第笼概念。在这些西装中，巡线员可以在高压电源线上工作，并具有大量降低电磁风险。

政府可以通过在其周围建造法拉第笼子来保护重要的电信设备免受雷击和其他电磁干扰。大学和公司的科学实验室采用先进的法拉第笼子来完全排除所有外部电荷和电磁辐射，以为各种实验和产品开发创造完全中性的测试环境。

尖端的笼子

在医院里摆动，您会发现法拉第笼子的形式MRI（磁共振扫描）房间。MRI扫描依靠强大的磁场来创建对人体的医学有用扫描。必须对MRI室进行屏蔽，以防止流浪电磁场影响患者的诊断图像。

法拉第笼子也有很多政治和军事用途。政客只能选择讨论敏感事项可以阻止窃听技术的屏蔽房间。所有现代武装部队都取决于通信和武器系统的电子设备，但是有一个捕捉 - 这些系统容易受到激进的影响EMP（（电磁脉冲），这可能是太阳风暴甚至是人造的EMP攻击。保护关键系统，军队有时会使用屏蔽的掩体和车辆。

出于同样的原因，法拉第笼子是生存主义亚文化中的一个喜好。兴发登录m xf839 com这些人在面对人类引起的或自然的灾难时宣扬自给自足和对政府反应的不信任，他们相信使用自制的法拉第笼子来掩盖所有重要的电子产品。如果是世界末日灾难罢工，他们仍然会有短波收音机和其他可能是救生员的高科技工具。

即使您并不特别关心世界末日的情况，法拉第笼子也可能每天在生活中发挥作用。这些笼子可以利用物理的基本原则，并帮助整个地球上的人们使用这些原则来使用 - 为了安全，奢侈，便利，并帮助进一步的令人兴奋的技术进步。

最初出版：2011年6月28日