- กรงฟาราเดย์คืออะไร?
- ประวัติของกรงฟาราเดย์
- กรงฟาราเดย์ทำงานอย่างไร?
- วิธีทำกรงฟาราเดย์?
- ตัวอย่างกรงฟาราเดย์
เราอธิบายว่ากรงฟาราเดย์คืออะไร ประวัติของกรง วิธีการทำงาน และวิธีการสร้างกรง และตัวอย่างจากชีวิตประจำวัน
กรงฟาราเดย์คืออะไร?
กรงฟาราเดย์เป็นภาชนะที่บุด้วยวัสดุ ตัวนำไฟฟ้า (เช่นแผ่นโลหะหรือตาข่าย) ที่ทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันผลกระทบของa สนามไฟฟ้า มาจากต่างประเทศ
องค์ประกอบหลายอย่างที่เราใช้ในชีวิตประจำวันเป็นไปตามหลักการกรงฟาราเดย์ เช่น สายไฟ เตาไมโครเวฟ รถยนต์ และเครื่องบิน รูปร่างและขนาดอาจแตกต่างกันไปตลอดจนวัสดุเคลือบ
ประวัติของกรงฟาราเดย์
กรงฟาราเดย์ตั้งชื่อตามนักประดิษฐ์ Michael Faraday (1791-1867) นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ ซึ่งสังเกตว่าวัสดุนำไฟฟ้าแสดงผลกระทบของการคายประจุไฟฟ้าที่ภายนอกเท่านั้น สิ่งนี้ดูเหมือนจะบ่งชี้ว่าประจุบนตัวนำถูกแจกจ่ายในลักษณะที่จะตัดสนามไฟฟ้าภายในออก
เพื่อพิสูจน์สิ่งนี้ ในปี 1836 ฟาราเดย์ปิดผนังห้องด้วยแผ่นอลูมิเนียม เขาใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสถิตย์ปล่อยประจุไฟฟ้าสูง แรงดันไฟฟ้า นอกห้องดังกล่าว และด้วยอิเล็กโทรสโคป (อุปกรณ์ตรวจจับการมีอยู่ของ ค่าไฟฟ้า ในร่างกาย) สามารถตรวจสอบได้ว่าภายในห้องมีสนามไฟฟ้าเป็นศูนย์
ต้องขอบคุณสิ่งนี้และการทดลองอื่นๆ อีกมากมาย ฟาราเดย์ครองตำแหน่งที่โดดเด่นในหมู่นักวิทยาศาสตร์เหล่านั้นที่ทำให้เป็นไปได้สำหรับ ไฟฟ้า ใช้ประโยชน์ได้จริงที่เรารู้จักในปัจจุบัน
กรงฟาราเดย์ทำงานอย่างไร?
เมื่อสนามไฟฟ้าถูกนำไปใช้กับภาชนะที่เคลือบด้วยอลูมิเนียมหรือตาข่ายโลหะ ภาชนะจะทำหน้าที่เป็นตัวนำไฟฟ้าที่มีโพลาไรซ์
เมื่อโพลาไรซ์ ตัวนำจะมีประจุบวกในทิศทางที่สนามแม่เหล็กไฟฟ้าภายนอกเคลื่อนที่ และในขณะเดียวกันก็จะมีประจุลบในทิศทางตรงกันข้าม ทำให้เกิดสนามไฟฟ้าที่มีขนาดเท่ากัน แต่ตรงกันข้ามกับสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่ได้รับ สมัครแล้ว.
ผลรวมของทั้งสองฟิลด์ ภายในคอนเทนเนอร์ดังกล่าวหรือกรงฟาราเดย์ จะเท่ากับศูนย์ นั่นคือวัสดุที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าในที่ที่มีสนามไฟฟ้าภายนอกมักจะสั่งประจุบนพื้นผิวเพื่อให้สนามไฟฟ้าภายในเป็นศูนย์
วิธีทำกรงฟาราเดย์?
การห่อโทรศัพท์ด้วยอะลูมิเนียมจนสุดจะปิดกั้นสัญญาณโทรศัพท์การทำกรงฟาราเดย์นั้นเรียบง่าย โดยเกี่ยวข้องกับการล้อมพื้นที่บางส่วนไว้ในวัสดุที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าเท่านั้น วัสดุที่จำเป็นสามารถเข้าถึงได้ง่าย: ตะแกรงโลหะ ฟอยล์อลูมิเนียม กล่อง หรือแม้แต่ถังขยะเหล็ก
ก่อนดำเนินการต่อ เราต้องคำนึงถึงสิ่งต่อไปนี้:
- หากเราจะใช้ตะแกรงลวดหรือตะแกรง (เช่นที่ใช้สำหรับเล้าไก่) รูในตัวนำนั้นจะต้องเล็กกว่า ระยะเวลา สัญญาณที่จะปิดกั้น
- พื้นที่ภายในจะต้องหุ้มฉนวนอย่างสมบูรณ์โดยไม่มีรอยแตก
- ความหนาของตัวนำที่ใช้จะขึ้นอยู่กับความถี่ในการปิดกั้น
มีหลายวิธีในการสร้างกรงฟาราเดย์ แต่ด้วยการทดลองง่ายๆ นี้ เราสามารถตรวจสอบลักษณะพิเศษของเกราะป้องกันได้:
- ทำทรงกระบอกด้วยตาข่ายโลหะและแท่นอลูมิเนียม
- วางวิทยุที่ปรับไว้บนแท่นแล้วติดตั้งกระบอกลวดตาข่ายบนแท่น คุณจะสังเกตได้ทันทีว่าการส่งสัญญาณวิทยุหยุดลงอย่างไร คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่วิทยุควรได้รับถูกขัดจังหวะโดยการวางตาข่าย
- ใช้โทรศัพท์มือถือสองเครื่องและตรวจสอบว่าสามารถโทรออกและรับสายได้โดยไม่ยาก จากนั้นห่อโทรศัพท์เครื่องหนึ่งด้วยแผ่นอลูมิเนียมฟอยล์ เมื่อโทรออกไปยังโทรศัพท์เครื่องนี้ คุณจะสังเกตเห็นว่าสัญญาณถูกบล็อก
ตัวอย่างกรงฟาราเดย์
หลักการตามการทำงานของกรงฟาราเดย์สามารถสังเกตได้จากตัวอย่างในชีวิตประจำวันมากมาย:
- เมื่อเราสังเกตเห็นว่าโทรศัพท์มือถือของเราไม่ทำงานในลิฟต์หรือภายในอาคารที่ทำจากโครงเหล็ก เรากำลังเผชิญกับการสำแดงของหลักการของกรงฟาราเดย์
- เตาไมโครเวฟของเราติดตั้งกรงฟาราเดย์เพื่อป้องกันไม่ให้ คลื่น หนีไปต่างประเทศและส่งผลเสียต่อเรา สุขภาพ.
- ชุดพิเศษของช่างไฟฟ้าที่ซ่อมสายไฟฟ้าแรงสูง
- เมื่อขับรถในช่วงที่มีพายุฝนฟ้าคะนอง ขอแนะนำให้อยู่ภายในรถ เนื่องจากร่างกายจะทำหน้าที่เหมือนกรงฟาราเดย์เมื่อเผชิญกับฟ้าผ่า
- ฟอยล์โลหะหรือตาข่ายยังวางอยู่บนผนังของห้องปฏิบัติการ MRI ที่ดำเนินการ MRI เพื่อป้องกันไม่ให้คลื่นหลุดออกมาและปกป้องสุขภาพของผู้ปฏิบัติงาน
- การโจมตีทางไซเบอร์ได้สร้างอุปทานที่สำคัญของ สินค้า เพื่อยับยั้งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ส่งมาจากแฮกเกอร์ในที่สุด หลากหลาย ธุรกิจ พวกเขามีอุปกรณ์เสริมเพื่อทำให้อุปกรณ์ของเรามองไม่เห็นในด้านการเชื่อมต่อไร้สาย: ครอบคลุมสำหรับกุญแจรถ เป้ ซองจดหมาย กระเป๋าสตางค์ หรือกระเป๋าเอกสารที่ผลิตภายใต้หลักการของกรงฟาราเดย์