19세기의 뛰어난 과학자이자 발명가인 Michael Faraday는 전기, 전자기장 및 관련 물리적 현상에 대한 활발한 연구로 유명합니다. 가장 중요한 발견 중 하나는 패러데이 케이지라고 불리는 보호 구조였습니다. 아래에서 우리는 그것이 무엇이며 발명이 나타내는 실질적인 가치를 이해할 것입니다.
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패러데이 케이지 란 무엇입니까?
패러데이 케이지는 전도성이 높은 금속으로 만들어진 벽이 있는 상자입니다. 설계에는 외부 전원 연결이 필요하지 않지만 일반적으로 접지되어 있습니다. 세포의 물리적 효과는 전자기 복사인 외부 요인의 영향으로 나타납니다.
차폐 효과를 입증한 첫 번째 구성물은 일반 세포처럼 보였고 이 현상에 이름을 붙였습니다.사실, "상자"의 철사나 구멍이 뚫린 벽은 제한된 공간 안에 있는 물체나 장치를 시각적으로 제어하는 데 편리하지만 단단한 것으로 쉽게 교체할 수 있습니다. 가장 중요한 것은 재료가 전도성이라는 것입니다.
동작 원리
패러데이 케이지의 동작은 전하가 도체에 들어갈 때 내부가 중성으로 유지되는 동안 표면에 분포된다는 사실에 기반합니다. 사실, 전도성 물질로 구성된 전체 셀은 단일 도체이며 "끝"이 반대 전하를 얻습니다. 결과적인 전류는 외부 영향을 보상하는 필드를 생성합니다. 이러한 구조의 내부 부분의 전계 강도는 0입니다.
흥미롭게도 필드가 셀 내부에서 생성되면 효과도 작동합니다. 그러나 이 시나리오에서 전하는 그리드 또는 기타 전도성 평면의 내부 표면에 분산되어 외부로 침투할 수 없습니다.
CF는 영어로 '패러데이 쉴드', 즉 '패러데이 쉴드/스크린'처럼 들립니다. 이 개념은 방패나 보호 스크린과 같이 내용물에 영향을 미치는 광선을 반사하는 장치의 본질을 잘 전달합니다.
차폐 효과는 교류 자기장에서만 작동한다는 것을 기억해야 합니다. 일정하거나 약간 가변적인 자기 효과(예: 지구의 자연 자력)를 방해하지 않습니다.
패러데이 챔버가 고주파 방사선을 반사할지 여부를 결정하려면 그리드 셀의 크기(전도부가 케이지 형태로 만들어진 경우)와 작용파의 파장을 아는 것으로 충분합니다.두 번째 값이 첫 번째 값보다 크면 구성이 유효합니다.
CF 효과 적용 분야
패러데이가 발견한 효과는 과학적 의미뿐만 아니라 상당히 광범위한 실제 적용을 가지고 있습니다. 패러데이 케이지의 가장 간단한 예는 일상 생활에서 찾을 수 있으며 거의 모든 주방에 있습니다. 이것은 전자 레인지입니다. 몸체의 5개 벽은 상당히 두꺼운 철판으로 만들어졌으며 두 층의 도어 유리 사이에는 더 나은 가시성을 위해 구멍이 뚫린 금속 층이 있습니다.
RF 캐빈
무선 주파수 캐빈은 일반적으로 작은 영역의 전기, 자기 및 무선 방출의 영향으로부터 격리된 방입니다. 벽, 바닥 및 천장에는 닫혀 있지만 보이지 않는 케이지를 형성하는 전도성이 높은 격자가 장착되어 있습니다.
MRI실
자기공명진단용 의료용 단층촬영기와 같은 고정밀 장비는 외부 전자파로부터의 세심한 보호가 필요합니다. 외부의 작은 영향이 연구 결과에 영향을 줄 수 있으므로 MRI 장치가 있는 방은 완전히 차폐됩니다.
실험실
실험실 연구에서 정확한 결과를 얻으려면 첨단 장비를 사용하는 것뿐만 아니라 자기장 및 전기장과 같은 외부 요인으로부터 안정적으로 보호하는 것이 중요합니다.
이것은 특정 소스의 지향성 복사뿐만 아니라 대기, 특히 인구 밀집 지역 및 그 주변에 지속적으로 존재하는 전자기 노이즈를 의미한다는 점을 이해해야 합니다.
CF 효과가 있는 장비의 고품질 차폐를 위해서는 전문적인 설계 계산과 전문적인 설치가 필요합니다.
보호복
감전 가능성이 높은 지역에서 일하는 사람들을 위해 특수 보호복이 개발되었습니다. 그들의 상층은 금속 함유 직물로 만들어지며 절연 물질에 의해 본체와 분리됩니다. 잔류 정적 또는 전류의 경우 전하가 키트의 외부 쉘을 따라 흐릅니다.
고압선 작업 시 보호복은 필수입니다. 전원이 차단된 경우에도 수 킬로미터의 전선으로 인해 위험한 수준의 정전기를 유지합니다.
엔터테인먼트의 세계에서
무대 위 형형색색으로 펼쳐지는 CF 효과는 매우 장관이다. 이 경우 단순한 케이지가 아닌 거친 메쉬로 만든 겉보기에 무거워 보이는 껍질이나 일반 옷과 유사한 특수 설계된 수트를 사용하는 경우가 많습니다. 이 경우 전류는 예를 들어 정전기 발생기에서 전하를 생성하는 Tesla 코일 또는 유사한 장치를 사용하여 가능한 한 효과적으로 공급됩니다.
자신의 손으로 패러데이 케이지 만들기
일상 생활에서 집에서 만든 CF의 제조는 민감한 전자 "채우기"에 교란을 일으킬 수 있는 다양한 파도의 작용에서 가제트를 "숨기기" 위해 필요할 수 있습니다.
이러한 디자인의 예는 특정 방식으로 마감된 합판 상자입니다. 합판은 단열층 역할을 하기 때문에 완벽하게 깨끗하고 건조해야 합니다. 자신의 손으로 상자를 조립하거나 준비할 수 있습니다. 가장 중요한 것은 못이나 다른 금속 패스너를 사용하지 않고 조립된다는 것입니다. 조립은 여러 단계로 수행됩니다.
- 식품 호일은 합판 벽 또는 블랭크의 크기에 따라 세그먼트로 나뉩니다.
- 미래 상자의 표면은 외부에서 호일로 잘립니다. 이 경우 반짝이는 면이 바깥쪽으로 향해야 합니다.
- 벽은 접착 테이프로 안쪽에서 고정되고 상자 바닥에는 한 쌍의 마우스 패드가 있습니다.
- 뚜껑의 닫힌 위치에서 호일 층이 약간의 틈과 파손 없이 연속적인 껍질을 형성하는지 주의 깊게 확인합니다.
두 번째 옵션은 DIY 금속 탱크(팬, 상자, 상자 등)가 판지, 동일한 합판 또는 기타 재료로 만들어진 단열재가 있는 패러데이 케이지의 기초 역할을 한다고 가정합니다. 이 디자인의 뚜껑이 꼭 맞는 상태는 위에서 설명한 것보다 덜 중요합니다.
접지를 해야 하나요?
CF 접지의 필요성에 대한 합의가 없습니다. 대형 구조물 및 특히 강력한 방전의 영향을 받을 수 있는 구조물은 반드시 접지해야 합니다.
물론 접지는 축적된 강한 전하가 공기를 "파손"하여 근처의 물체나 사람을 칠 수 있는 비상 상황으로부터 보호합니다.
수제 패러데이 케이지 테스트
패러데이 케이지의 원리를 실제로 테스트하려면 배터리로 작동되는 소형 라디오를 사용하는 것이 가장 편리합니다. 최대 볼륨으로 켜고 사용 가능한 가장 강력한 FM 채널로 조정해야 합니다. 셀이 작동 중이면 셀의 라디오가 무음으로 설정됩니다.
수신기가 조금이라도 들린다면 100% 스크리닝을 할 수 없다는 의미이며 전도층의 틈을 찾아야 합니다.
자체 조립 카메라 및 휴대 전화 테스트에 적합합니다. 내부에 들어가면 기지국의 신호 수신이 중지됩니다. 즉, 전화를 걸면 이동 통신사의 자동 정보 제공자로부터 해당 메시지가 들립니다.
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