패러데이 케이지의 작동 원리

전기 는 우리 세계의 여러 측면의 생명선입니다. 볼트와 암페어가 없으면 우리의 많은 기술 혁신이 사라질 것입니다. 우리 몸조차도 세포를 통과하는 전하가 없으면 기능하지 않습니다. 그러나 전기가주는 것은 전기를 빼앗을 수 있습니다.

이러한 형태의 에너지는 우리 삶의 많은 부분에서 매우 중요하지만 적절한 양으로 만 좋은 것 중 하나입니다. 너무 많은 전기는 사람을 감전시킬 수 있습니다. 마찬가지로 현대 전자 장치와 기계를 죽일 수 있습니다.

그러나 뛰어난 19 세기 과학자 인 Michael Faraday 와 그의 이름을 딴 발명품 중 하나 인 Faraday 케이지 덕분에 우리 인간은 전기를 제어하고 컴퓨터, 자동차 및 기타 발명품을 위해 더 안전하게 만드는 많은 방법을 개발했습니다. 우리도.

패러데이 케이지는 정전기 장으로부터 내용물을 보호합니다. 전계 주변 역장 인 하전 입자를 같은 전자 또는 양자로.

이 새장은 종종 분명히 새장처럼 보입니다. 일부는 체인 링크 울타리 또는 얼음 통처럼 간단합니다. 다른 사람들은 미세한 금속 메쉬를 사용합니다. 정확한 모양에 관계없이 모든 패러데이 케이지는 정전기 전하 또는 특정 유형의 전자기 복사를 받아 케이지 외부에 분산시킵니다.

전자기 복사 는 우리 주변에 있습니다. 그것은 우리의 음식을 요리하고 심지어 FM 및 AM 전파의 전자 레인지에 볼 수 있고 자외선에있어 우리를 통해 펌프의 음악이 라디오 . 그러나 때때로이 방사선은 바람직하지 않고 완전히 파괴적입니다. 그것이 패러데이 케이지가 들어오는 곳입니다.

패러데이 케이지 는 케이지의 외부 주변에 전하 또는 방사선을 분배 하므로 케이지 내부의 전하 또는 방사선을 상쇄합니다. 요컨대, 패러데이 케이지는 속이 빈 도체로, 케이지의 외부 표면에 전하가 남아 있습니다.

그 기본 기능은 전기적으로 어수선하고 기술로 가득 찬 세상에서 많은 매혹적인 용도를 가지고 있습니다. 패러데이는 결국 그의 하루를 보내 겠지만, 그의 발명의 배경은 사실 초기에 뿌리를두고 있습니다. 그렇다면이 매우 유용한 케이지에 대한 아이디어는 어디에서 왔습니까? 다음 페이지에서 알아보십시오.

1. 프랭클린의 첫 발견
2. 사람들을위한 정전기
3. 패러데이, 현대식
4. 최첨단 케이지

패러데이 케이지의 많은 아이디어에 영감을 준 사람 은 벤 프랭클린 이었습니다. 물론 프랭클린은 번개를 끌기 위해 뇌우에서 연을 날리는 그의 저명한 경력의 일부를 보냈으므로 이미 전기의 변덕과 개념에 다소 익숙했습니다.

1755 년 프랭클린은 새로운 방식 으로 전기 를 사용 하기 시작했습니다 . 그는 은색 파인트 캔에 전기를 공급하고 비전 도성 실크 실에 부착 된 충전되지 않은 코르크 볼을 그 안에 넣었습니다. 그는 공이 캔 바닥에 닿을 때까지 내리고 공이 캔 내부에 끌리지 않는 것을 관찰했습니다. 그러나 프랭클린이 코르크 공을 빼내서 전기가 통하는 캔의 외부 근처에 매달 았을 때 공은 즉시 캔의 표면으로 끌려갔습니다.

프랭클린은 전기와 충전 된 물체와 충전되지 않은 물체의 상호 작용에 미스터리했습니다. 그는 동료에게 보낸 편지에서 "당신은 이유가 필요합니다. 나는 그것을 알지 못합니다. 아마 당신이 그것을 발견 할 수있을 것입니다. 그러면 당신은 그것을 나에게 전달하기에 너무 좋을 것입니다."라고 말했다.

수십 년 후 영국의 물리학 자이자 화학자 인 Michael Faraday는 다른 관련 관찰을했습니다. 즉, 전기 전도체 (예 : 금속 케이지)가 충전 될 때 표면에서만 전하를 나타냄 을 깨달았습니다 . 지휘자의 내부에는 영향을 미치지 않았습니다.

패러데이는 방을 금속 호일로 라이닝 한 다음 정전기 발생기를 사용하여 호일을 충전함으로써이 관찰을 재확인했습니다. 그는 배치 검전기 방 내부 (전하를 감지하는 장치), 그리고, 그는 예상대로 범위는 실내에서는 무료가 없다고 지적했다. 전하가 호일 표면을 따라 움직이고 방을 전혀 관통하지 않았습니다.

패러데이는 그의 유명한 얼음 통 실험을 통해이 현상을 추가로 조사했습니다. 이 테스트에서 그는 기본적으로 충전 된 황동 볼을 금속 컵으로 내려 프랭클린의 아이디어를 복제했습니다. 예상대로 그의 결과는 Franklin의 결과와 동일했습니다.

이 개념에는 모든 종류의 놀라운 응용 프로그램이 있지만 여기에 비행기에 탄 적이있는 모든 사람과 관련된 응용 프로그램이 있습니다. 갑자기 번개가 치는 비행기를 타고 날아 간다고 상상해보십시오. 이것은 드문 일이 아닙니다. 실제로 정기적으로 발생하지만 비행기와 승객은 영향을받지 않습니다. 비행기의 알루미늄 선체가 패러데이 케이지를 만들기 때문입니다. 번개로 인한 전하는 장비 또는 내부의 사람을 손상시키지 않고 비행기 표면을 무해하게 통과 할 수 있습니다.

정말 충격적이지 않습니다. 그것은 단지 과학입니다. 다음 페이지에서이 영리한 종류의 케이지 디자인이 실제로 어떻게 작동하는지 볼 수 있습니다.

패러데이 케이지의 작동 방식을 이해하려면 도체에서 전기 가 작동 하는 방식에 대한 기본적인 이해가 필요합니다 . 프로세스는 간단합니다. 알루미늄 메쉬와 같은 금속 물체는 전도체이며 그 안에서 움직이는 전자 (음전하 입자)를 가지고 있습니다. 전하가 없을 때 도체는 거의 같은 수의 양과 음의 혼합 입자를가집니다.

전하가있는 외부 물체가 도체에 접근하면 양극과 음극 입자가 분리됩니다. 외부 전하와 반대의 전하를 가진 전자는 해당 외부 물체로 끌립니다. 외부 물체와 동일한 전하를 가진 전자는 반발되어 그 물체에서 멀어집니다. 이러한 전하의 재분배를 정전기 유도 라고 합니다.

외부 대전 물체가 있으면 양극 및 음극 입자가 도체의 반대쪽에 감겨 있습니다. 그 결과 금속 전도체 내부의 외부 물체의 전하를 상쇄하는 반대 전기장이 발생합니다. 알루미늄 메쉬 내부의 순 전하는 0입니다.

그리고 여기 진짜 키커가 있습니다. 도체 내부에는 전하가 없지만 반대 전기장은 중요한 영향을 미칩니다. 외부 정전기로부터 내부를 보호하고 전파 및 마이크로파와 같은 전자기 복사로부터 내부를 보호합니다 . 여기에 패러데이 케이지의 진정한 가치가 있습니다.

이 차폐의 효과는 케이지의 구조에 따라 다릅니다. 구리 또는 알루미늄과 같은 다른 금속의 전도도 변화는 케이지의 기능에 영향을 미칩니다. 스크린이나 메시에있는 구멍의 크기도 케이지의 기능을 변경하며 케이지 내부에서 제외하려는 전자기 복사의 주파수와 파장에 따라 조정할 수 있습니다.

패러데이 케이지는 때때로 다른 이름으로 불립니다. 이들은 호출 할 수있는 패러데이 실드 , RF ( 무선 주파수 ) 케이지 또는 EMF ( 기전력 ) 케이지 .

당신이 무엇이라고 부르든 패러데이 케이지는 실험이나 제품 개발에서 과학 실험실에서 가장 자주 사용됩니다. 다음 페이지에서는 엔지니어가이 독창적 인 방패를 어떻게 테스트했는지 정확히 알 수 있습니다.

마이클이 생각했던 것이 아님

패러데이가 첫 번째 새장을 만들었을 때 그는 아마도 뇌에 도둑이 없었을 것입니다. 그러나 경찰은 종종 알루미늄 호일로 가방을 안감은 도둑을 잡아서 소매점의 값 비싼 제품에 부착 된 도난 방지 RFID 태그를 방해합니다.

사람들은 패러데이 케이지를 다양한 목적으로 사용합니다. 때로는 난해한 실험실 환경에서, 다른 때는 일반적인 제품에서 사용합니다. 예를 들어 자동차는 기본적으로 패러데이 케이지입니다. 근처에서 번개가 칠 때 당신을 보호하는 것은 고무 타이어가 아닌 케이지의 효과 입니다.

우연한 경우에만 많은 건물이 패러데이 케이지 역할을합니다. 석고 또는 콘크리트 벽에 금속 철근 또는 철망이 흩어져있어 무선 인터넷 네트워크 와 휴대폰 신호에 혼란을 일으키는 경우가 많습니다 .

그러나 차폐 효과는 가장 흔히 인류에게 이롭습니다. 전자 레인지는 효과를 역전시켜 케이지 안에 파도를 가두어 빠르게 음식을 조리합니다. 차폐 TV 케이블은 간섭을 줄여 선명하고 깨끗한 이미지를 유지하는 데 도움이됩니다.

전력 유틸리티 라인 맨은 종종 패러데이 케이지 개념을 활용하는 특수 제작 된 수트를 입습니다. 이 수트 내에서 라인 맨은 감전 위험을 크게 줄이면서 고전압 전력선에서 작업 할 수 있습니다.

정부는 주요 통신 장비를 주변에 패러데이 케이지를 구축하여 낙뢰 및 기타 전자기 간섭으로부터 보호 할 수 있습니다. 대학과 기업의 과학 실험실은 모든 종류의 실험 및 제품 개발을위한 완전히 중립적 인 테스트 환경을 만들기 위해 모든 외부 전하와 전자기 복사를 완전히 배제하기 위해 고급 패러데이 케이지를 사용합니다.

흥미 롭습니까? 계속 읽으면이 간단한 케이지 효과가 정교한 용도로 사용되는 다른 방식을 볼 수 있습니다.

나만의 케이지 만들기

패러데이 케이지를 만들기 위해 수백만 달러를 지출하거나 물리학 학위가 필요하지 않습니다. 인터넷에서 일반적인 가정 용품으로 간단한 케이지를 만드는 지침을 찾을 수 있습니다.

병원에 들르면 MRI ( 자기 공명 스캔 ) 실 형태의 패러데이 케이지를 찾을 수 있습니다. MRI 스캔은 강력한 자기장에 의존하여 의학적으로 유용한 인체 스캔을 생성합니다. MRI 실은 차폐 된 전자기장이 환자의 진단 이미지에 영향을주지 않도록해야합니다.

패러데이 케이지에 대한 정치적 및 군사적 용도도 많이 있습니다. 정치인은 도청 기술을 차단할 수있는 차폐 된 방에서만 민감한 문제를 논의 할 수 있습니다. 현대의 모든 군대는 통신 및 무기 시스템을 위해 전자 장치에 의존하지만 문제가 있습니다.이 시스템은 태양 폭풍 이나 심지어 사람이 만든 EMP 공격 의 결과 일 수있는 공격적인 EMP ( 전자파 펄스 )에 취약합니다. 중요한 시스템을 보호하기 위해 군대는 때때로 차폐 된 벙커와 차량을 사용합니다.

패러데이 케이지가 생존주의 하위 문화에서 좋아하는 주제 인 것도 이와 같은 이유입니다. 인위적 또는 자연 재해에 직면하여 자급 자족과 정부의 대응에 대한 불신을 전파하는이 사람들은 수제 패러데이 케이지를 사용하여 모든 중요한 전자 제품을 보호한다고 믿습니다. 경우에 것을 계시 격변의 파업, 그들은 여전히 단파 라디오 및 구조 대원이 될 수있는 다른 첨단 기술 도구를해야합니다.

종말 시나리오에 특별히 관심이 없더라도 패러데이 케이지는 일상 생활에서 중요한 역할을 할 것입니다. 이 케이지는 물리학의 기본 원리를 활용하고 전 세계 사람들이 안전, 고급 스러움, 편리함을 위해 이러한 원칙을 사용하고 더욱 흥미 진진한 기술 발전을 돕도록 도와줍니다.

최초 게시일 : 2011 년 6 월 28 일

패러데이 케이지는 무엇이며 어떻게 작동합니까?

패러데이 케이지를 관통 할 수있는 것은 무엇입니까?

패러데이 케이지는 합법적입니까?

알루미늄 호일을 패러데이 케이지로 사용할 수 있습니까?

패러데이 케이지를 살 수 있습니까?

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