• Čo je Faradayova klietka?
• História Faradayovej klietky
• Ako funguje Faradayova klietka?
• Ako vyrobiť Faradayovu klietku?
• Príklady Faradayovej klietky

Vysvetľujeme, čo je Faradayova klietka, jej históriu, ako funguje a ako sa vyrába. Aj príklady z bežného života.

Mnohé strechy fungujú ako Faradayova klietka na izoláciu interiéru od elektriny.

Čo je Faradayova klietka?

Faradayova klietka je nádoba vystlaná materiálmi elektrické vodiče (ako sú kovové platne alebo pletivo), ktoré fungujú ako štít proti účinkom a elektrické pole prichádzajúci zo zahraničia.

Mnoho prvkov, ktoré používame v každodennom živote, uplatňuje princíp Faradayovej klietky, napríklad: káble, mikrovlnné rúry, autá a lietadlá. Jeho tvar a veľkosť sa môžu líšiť, rovnako ako materiály, ktorými je potiahnutý.

História Faradayovej klietky

V roku 1836 Michael Faraday uskutočnil experimenty, ktoré mu umožnili postaviť izolačnú klietku.

Faradayova klietka je pomenovaná po svojom vynálezcovi, britskom fyzikovi Michaelovi Faradayovi (1791-1867), ktorý pozoroval, že vodivý materiál vykazuje účinky elektrického výboja iba zvonka. Zdalo sa, že to naznačuje, že náboje na vodiči boli rozložené takým spôsobom, že zrušili vnútorné elektrické polia.

Aby to dokázal, v roku 1836 Faraday pokryl steny miestnosti hliníkovými plechmi. Pomocou elektrostatického generátora aplikoval výboje vysok Napätie mimo uvedenej miestnosti. A pomocou elektroskopu (zariadenia, ktoré zisťuje prítomnosť elektrické náboje v tele) bol schopný overiť, že v miestnosti je elektrické pole nulové.

Vďaka tomuto a mnohým ďalším experimentom Faraday zaujíma popredné miesto medzi vedcami, ktorí umožnili elektriny majú praktické využitie, aké poznáme dnes.

Ako funguje Faradayova klietka?

Keď sa elektrické pole aplikuje na nádobu, ktorá bola potiahnutá hliníkovou alebo kovovou sieťkou, nádoba funguje ako elektrický vodič, ktorý je polarizovaný.

Pri polarizácii sa vodič nabije kladne v smere, v ktorom sa pohybuje vonkajšie elektromagnetické pole, a zároveň sa záporne nabije v opačnom smere, čím sa vytvorí elektrické pole rovnakej veľkosti, ale opačné ako elektromagnetické pole, ktoré bolo aplikované.

Súčet oboch polí vo vnútri uvedeného kontajnera alebo Faradayovej klietky sa bude rovnať nule. To znamená, že vodivé materiály v prítomnosti vonkajších elektrických polí vždy usporiadajú svoje náboje na svojom povrchu tak, že vnútorné elektrické pole je nulové.

Ako vyrobiť Faradayovu klietku?

Úplné zabalenie telefónu do hliníka zablokuje jeho signál.

Výroba Faradayovej klietky je jednoduchá: zahŕňa iba uzavretie určitého priestoru vodivým materiálom. Potrebné materiály sú celkom dostupné: kovové zásteny, hliníková fólia, krabice alebo dokonca oceľový odpadkový kôš.

Pred pokračovaním musíme vziať do úvahy nasledovné:

• Ak budeme používať drôtené pletivo alebo mriežky (napríklad tie, ktoré sa používajú na kurníky), otvory v tomto vodiči musia byť menšie ako dĺžka signál na zablokovanie.
• Vnútorný priestor musí byť kompletne izolovaný, bez trhlín.
• Hrúbka vodiča, ktorý sa má použiť, bude závisieť od frekvencie, ktorá sa má blokovať.

Existuje mnoho spôsobov, ako vyrobiť Faradayovu klietku, ale pomocou tohto jednoduchého experimentu môžeme skontrolovať jej charakteristický tieniaci efekt:

• Vytvorte valec s kovovou sieťkou a hliníkovou plošinou.
• Umiestnite ladené rádio na plošinu a potom na plošinu namontujte valec z drôteného pletiva. Okamžite si všimnete, ako sa rádiový prenos zastaví. Elektromagnetické vlny, ktoré by rádio malo prijímať, sú prerušené umiestnením sieťky.
• Vezmite dva mobilné telefóny a overte si, že môžu bez problémov uskutočňovať a prijímať hovory. Potom zabaľte jeden z telefónov do hliníkovej fólie. Pri volaní na tento telefón si všimnete, že signál je zablokovaný.

Príklady Faradayovej klietky

Princíp, podľa ktorého Faradayove klietky fungujú, možno pozorovať na mnohých príkladoch z každodenného života:

• Keď si všimneme, že nám vo výťahu alebo vnútri budovy z kovových mreží nefungujú mobilné telefóny, stojíme pred prejavom princípu Faradayovej klietky.
• Naše mikrovlnné rúry sú vybavené Faradayovými klietkami, aby sa zabránilo ich vzniku vlny uniknúť do zahraničia a mať nejaký škodlivý vplyv na naše zdravie.
• Špeciálne obleky elektrotechnikov, ktorí opravujú vedenia vysokého napätia.
• Pri jazde autom počas búrky sa odporúča zostať vo vnútri vozidla, pretože jeho telo bude v prípade blesku fungovať ako Faradayova klietka.
• Kovové fólie alebo sieťky sú umiestnené aj na stenách MRI laboratórií, kde sa MRI vykonávajú, aby sa zabránilo úniku vĺn a chránilo sa zdravie operátorov.
• Kybernetické útoky vygenerovali značnú zásobu Produkty na potlačenie elektromagnetických vĺn vysielaných prípadnými hackermi. Rôzne Podnikanie Ponúkajú príslušenstvo na neviditeľnosť našich zariadení v oblasti bezdrôtového pripojenia: obaly na kľúče od auta, batohy, obálky, peňaženky či aktovky vyrábané na princípe Faradayovej klietky.