法拉第籠(Faraday Cage)是一個(gè)由金屬或者良導(dǎo)體形成的籠子,是以電磁學(xué)的奠基人、英國(guó)物理學(xué)家邁克爾?法拉第的姓氏命名的一種用于演示等電勢(shì)、靜電屏蔽和高壓帶電作業(yè)原理的設(shè)備。它是由籠體、高壓電源、電壓顯示器和控制部分組成,其籠體與大地連通,高壓電源通過限流電阻將10萬(wàn)伏直流高壓輸送給放電桿,當(dāng)放電桿尖端距籠體10厘米時(shí),出現(xiàn)放電火花,根據(jù)接地導(dǎo)體靜電平衡的條件,籠體是一個(gè)等位體,內(nèi)部電勢(shì)差為零,電場(chǎng)為零,電荷分布在接近放電桿的外表面上。法拉第籠的演示說明了高壓作業(yè)人員帶電工作的原理。高壓帶電操作員的防護(hù)服是用金屬絲制成的,當(dāng)接觸高壓線時(shí),形成了等電位,使得作業(yè)人員的身體沒有電流通過,起到了很好的保護(hù)作用。
法拉第籠_法拉第籠 -簡(jiǎn)介
法拉第籠(Faraday cage)是防止電磁場(chǎng)(EM field)進(jìn)入或逃脫的金屬外殼。一個(gè)理想的法拉第籠由一個(gè)未破損的、完美的導(dǎo)電層組成。在實(shí)際中這種理想狀態(tài)是不能達(dá)到的,但是能夠通過使用細(xì)網(wǎng)的銅篩來(lái)達(dá)到。為了達(dá)到最佳性能,法拉第籠應(yīng)直接接地。
法拉第籠(Faraday cage)在必須阻止漂移的電磁場(chǎng)進(jìn)入的電子實(shí)驗(yàn)室里應(yīng)用。這在敏感的無(wú)線接收設(shè)備的測(cè)試中非常重要。另外,法拉第籠可以防止由電腦顯示器陰極射線管(CRT)發(fā)出的電磁場(chǎng)的逃脫。這些場(chǎng)能夠被中途截取并破譯,這樣黑客在不需要信號(hào)線、電纜和攝像設(shè)備的情況下就可以遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)地看到屏幕上的數(shù)據(jù)。這種行為被稱為屏幕輻射竊密(van Eck phreaking),它也能被政府官員用于查看罪犯和某些犯罪嫌疑人的計(jì)算機(jī)使用活動(dòng)。
法拉第籠_法拉第籠 -基本介紹
法拉第籠(Faraday Cage)是一個(gè)由金屬或者良導(dǎo)體形成的籠子。是以電磁學(xué)的奠基人、英國(guó)物理學(xué)家邁克爾?法拉第的姓氏命名的一種用于演示等電勢(shì)、靜電屏蔽和高壓帶電作業(yè)原理的設(shè)備。它是由籠體、高壓電源、電壓顯示器和控制部分組成。
其籠體與大地連通,高壓電源通過限流電阻將10萬(wàn)伏直流高壓輸送給放電桿,當(dāng)放電桿尖端距籠體10厘米時(shí),出現(xiàn)放電火花,根據(jù)接地導(dǎo)體靜電平衡的條件,籠體是一個(gè)等位體,內(nèi)部電勢(shì)為零,電場(chǎng)為零,電荷分布在接近放電桿的外表面上。
法拉第籠
法拉第籠
法拉第籠
法拉第籠_法拉第籠 -靜電屏蔽
導(dǎo)體的外殼對(duì)它的內(nèi)部起到“保護(hù)”作用,使它的內(nèi)部不受外部電場(chǎng)的影響,這種現(xiàn)象稱為靜電屏蔽。
在工程技術(shù)中,如果需要屏蔽的區(qū)域較大,還可采用金屬屏蔽網(wǎng),也有良好的屏蔽效果。在電子儀器中,為了免受靜電干擾,常利用接地的儀器金屬外殼作屏蔽裝置。電測(cè)量?jī)x器中的某些聯(lián)接線的導(dǎo)線絕緣外面包有一層金屬絲網(wǎng)做為屏蔽。某些用途的電源變壓器中,常在初級(jí)繞組與次級(jí)繞組之間放置一不閉合的金屬薄片作為屏蔽裝置。
法拉第籠_法拉第籠 -應(yīng)用領(lǐng)域
法拉第籠的演示說明了高壓作業(yè)人員帶電工作的原理。高壓帶電操作員的防護(hù)服是用金屬絲制成的,當(dāng)接觸高壓線時(shí),形成了等電位,使得作業(yè)人員的身體沒有電流通過,起到了很好的保護(hù)作用。如汽車就是一個(gè)法拉第籠,由于汽車外殼是個(gè)大金屬殼,形成了一個(gè)等位體,當(dāng)駕駛員在雷雨天行駛時(shí),車?yán)锏娜瞬挥脫?dān)心遭到雷擊。
法拉第籠的演示還說明了外殼接地的法拉第籠可有效地隔絕籠體內(nèi)外電磁波干擾從而起到靜電屏蔽作用。運(yùn)用這個(gè)原理,科學(xué)技術(shù)人員將許多精密儀器設(shè)備的金屬外殼接地,有效地避免了不必要的電磁干擾以及雷電襲擊。20世紀(jì)50年代建筑物的避雷網(wǎng)就是采用了法拉第籠體系,將建筑物四面用金屬接地,形成一個(gè)等位體以防備雷擊。但其靜電屏蔽作用有時(shí)也會(huì)帶來(lái)麻煩,如果電梯內(nèi)沒有中繼器的話,當(dāng)電梯關(guān)上的時(shí)候,手機(jī)信號(hào)會(huì)很不好,這就是電梯的屏蔽作用造成的。
需要說明的是,即使住在法拉第籠子里,也不能完全避免電磁輻射。法拉第籠不能屏蔽靜電和低速變化的磁場(chǎng),比如地磁,在法拉第籠里,指南針照樣能工作,人類不可能完全避免電磁輻射。
法拉第籠_法拉第籠 -表演

美國(guó)紐約當(dāng)?shù)貢r(shí)間2012年10月8日上午,魔術(shù)師大衛(wèi)?布萊恩成功完成為期72小時(shí)的高壓電擊表演
,其利用的就是法拉第籠的原理。 (大衛(wèi)?布萊恩穿著27磅(12.2千克)重的金屬盔甲挑戰(zhàn)72小時(shí)百萬(wàn)伏特電擊)
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