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Faradayscher Käfig, was es ist, wie es funktioniert und wo es in der modernen Welt verwendet wird

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Bereits 1836 war der englische Physiker M. Faraday erfand ein Gerät zur Abschirmung von Geräten gegen alle Arten von elektromagnetischen Feldern. Trotz des ehrwürdigen Alters der Erfindung ist sie bis heute relevant. Dies ist ein Faradayscher Käfig. Ich werde Ihnen heute davon erzählen.

Faradayscher Käfig in einer wunderschönen Show mit Tesla-Spulen
Faradayscher Käfig in einer wunderschönen Show mit Tesla-Spulen

Was ist ein Faradayscher Käfig und wie funktioniert er?

Dieses Gerät ist also ein Käfig, der aus Metall mit hoher elektrischer Leitfähigkeit besteht und in den meisten Fällen geerdet ist. Und das Funktionsprinzip dieses Geräts ist äußerst einfach:

Wie der Faradaysche Käfig funktioniert
Wie der Faradaysche Käfig funktioniert

Unter dem Einfluss eines externen elektromagnetischen Feldes im Metall der Zelle beginnen sich freie Elektronen zu bewegen. Infolgedessen erhalten die gegenüberliegenden Seiten der Zelle der Struktur eine solche Ladung, dass das von ihr gebildete Feld dazu neigt, die Wirkung des externen elektromagnetischen Feldes zu kompensieren.

Ein Faradayscher Käfig kann jedoch nicht vor einem konstanten oder sich langsam ändernden Magnetfeld schützen. In einem solchen Käfig zeigt der Kompass beispielsweise immer noch korrekt nach Norden, was uns sagt, dass die magnetischen Linien der Erde frei in das innere Volumen des Käfigs eindringen.

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Um hochfrequente Strahlung abzuschirmen, muss die Zellengröße kleiner als die Strahlungswellenlänge sein.

Darüber hinaus hängt die Wirksamkeit der Abschirmung direkt von der Form des leitenden Materials ab.

In diesem Fall wird die folgende Abhängigkeit verfolgt: Je schneller sich das elektromagnetische Feld ändert, desto mehr widersteht das Material dem Eindringen des Feldes in die Zelle.

Gleichzeitig gilt aber auch Folgendes: Je höher die Feldfrequenz, desto besser dringt sie mit fester Zellgröße durch das Netz.

Wenn sich die Quelle eines elektromagnetischen Wechselfeldes in einem nicht geerdeten Faradayschen Käfig befindet, ist zu erkennen, dass elektromagnetische Wellen in geringerem Maße gedämpft werden als die einfallenden.

Faradayscher Käfig in Aktion
Hinweis. Es ist ein weit verbreitetes Missverständnis, dass der Faradaysche Käfig das elektromagnetische Feld vollständig blockiert. Es (die Zelle) minimiert nur seine Wirkung und der Grad dieser Abnahme hängt von den folgenden Faktoren ab:

1. Zellgröße und elektrische Leitfähigkeit des Zellmetalls.

2. Die Frequenz und Form der elektromagnetischen Welle.

3. Entfernung von der Strahlungsquelle.

4. Die Kraft der Studienquelle.

Und es stellt sich heraus, dass ein Käfig aus massiven Stahlblechen die Strahlung viel wirksamer unterdrückt als jedes Netz.

Die Verwendung von Faradayschen Zellen in der modernen Welt

Das Funktionsprinzip ist also klar und äußerst einfach. Lassen Sie uns nun sehen, wo solche Zellen jetzt verwendet werden. Und dafür müssen wir nicht in die Labors gehen, sondern einfach in die Küche und in die Mikrowelle schauen.

Eine gewöhnliche Mikrowelle ist auch ein Faradayscher Käfig

Sein Körper besteht aus massivem Metall und ein spezielles Metall wird auf die transparente Tür aufgebracht Lochblech mit einer Zelle von 1 bis 3 mm, die Strahlung mit einer Wellenlänge von erfolgreich blockiert 12 cm.

Wenn Sie sich das gewöhnlichste Fernsehkabel ansehen, sehen Sie darin eine Abschirmhülle, die auch ein Faradayscher Käfig ist.

Modifizierte Käfige werden auch in speziellen Schutzanzügen für das Servicepersonal von Umspannwerken mit Spannungen über 330 kV verwendet.

Faradaysche Käfig-Schutzanzüge

Schon diese wenigen Beispiele reichen aus, um zu verstehen, dass die Erfindung des großen M. Faraday lebt und wird in der modernen Welt sehr aktiv eingesetzt. Wenn Ihnen der Artikel gefallen hat, dann gefällt er Ihnen und ich danke Ihnen für Ihre Aufmerksamkeit!

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