Comment construire une cage de Faraday

Contenu

• Cage de Faraday
• Conseils
• Faraday Cage DIY
• Cage de Faraday Wifi
• Applications de cage de Faraday
• Physique de la cage de Faraday
• Maison de cage de Faraday
• Cage de Faraday pour l'historique des générateurs

L’électricité peut être dangereuse, mais prendre les mesures de sécurité appropriées peut vous permettre d’étudier comment les charges circulent, comment se produisent les champs électriques et comment d’autres phénomènes se produisent.fonction d'électricité.

Depuis le début de l'électricité en physique, les scientifiques ont utilisé des équipements pour se protéger des dommages lors de leurs expériences. Cette connaissance seraitcréer des cages de Faraday afin d’empêcher les gens de se blesser à l’électricité.

Cage de Faraday

Conseils

Lorsqu'un champ électrique externe entre en contact avec la cage,la cage génère le même champ électrique que si la charge était placée à l'intérieur. La surface est neutralisée avec une charge excessive s'écoulant vers le sol si la cage est mise à la terre.Cela évite que des tensions ne se forment de l’autre côté de la cage afin que le champ ne passe pas le matériau. Les charges se sont redistribuées de l’autre côté du matériau commedes charges électrostatiques sont induites à la surface.

Faraday Cage DIY

Cette méthode de construction d’une cage de Faraday nécessite des feuilles métalliques de cuivre ou d’aluminium, du ruban adhésif, des ciseaux,un conteneur en carton ou en matériau similaire et un ballon pour vérifier le fonctionnement de la cage. Le matériau qui fonctionne le mieux est l’aluminium, le cuivre ou le grillage pour une cage de Faraday en grillage.Les cages de Faraday nécessitent beaucoup de contact entre les composants métalliques, de sorte qu'un maillage peut bien fonctionner.

Former le conteneur dans un bouclier ou une cage de Faraday en le transformant en:par exemple, une boîte qui peut vous protéger de votre environnement. Enroulez la feuille ou les feuilles métalliques autour du récipient. Assurez-vous que la cage a beaucoup de contact entre les feuilles de métal.

Coupez un écran de manière à pouvoir voir l'extérieur de l'intérieur de la cage. Assurez-vous que les trous sont plus petits que la longueur d'onde du rayonnement électromagnétique que vous souhaitez bloquer.

Quelques instructions générales sont:

Cage de Faraday Wifi

Essayez d'utiliser votre téléphone portable à l'intérieur de la cage. Est-ce qu'il reçoit ou transmet les signaux wifi? Vous devriez toujours obtenir un montant plus faiblede wifi car les cages de Faraday peuvent atténuer la fréquence des téléphones portables, mais pas l’arrêter complètement.

Les ondes radio utilisées par les téléphones cellulaires ont des fréquences suffisamment petites pour fuirà travers de petits trous dans la cage afin que vous deviez souder ou souder de petits espaces dans la cage de Faraday pour agir contre eux.

Applications de cage de Faraday

Les chimistes utilisent des cages de Faraday pourréduire le bruit provenant de sources externes tout en effectuant des mesures précises. Les chercheurs en criminalistique numérique utilisent des sacs Faraday, des cages de Faraday en tissu métallique souple, pour préveniressuyage à distance et altération des preuves criminelles.

Les cages Faraday assurent la sécurité des ordinateurs pour contrecarrer des actions telles que l'espionnage. Les voitures et les avions jouent essentiellement le rôle de Faradayles cages en empêchant les passagers d'entrer en contact avec des charges électriques nocives.

Les cages de Faraday sont également utilisées pour empêcher les émetteurs radio d’interférer avec d’autresl'équipement et la protection des personnes et des objets contre les courants de foudre et les décharges. Les appareils ménagers les utilisent aussi. Les micro-ondes ont des boucliers pour empêcher les vaguesde sortir de leur intérieur alors que les câbles de télévision réduisent les interférences électromagnétiques externes pour créer des images.

La conductivité différente des métaux peut affecter la façon dont les cages de Faraday empêchentchamps électriques d'entrer. Le cuivre est le plus efficace, utilisé dans les installations IRM et les appareils informatiques des hôpitaux, qui peut être transformé en alliages de laiton et de bronze phosphoreuxà des fins encore plus spécifiques.

L'aluminium est également un bon matériau, car il est résistant à la fois pour son poids et sa conductivité élevée, mais il peut rouiller avec le temps et n'est pas bien soudé.Les autres caractéristiques de la conception des cages de Faraday comprennent le prix, la corrosion, l’épaisseur, la malléabilité, les fréquences bloquées et la manière dont les matériaux eux-mêmes peuvent être transformés en cages.

Physique de la cage de Faraday

••• Syed Hussain Ather

Les cages de Faraday protègent leur intérieur des champs électriques, un champ de force entourant des particules chargées telles quedes protons ou des électrons. La loi de Coulombs peut être utilisée pour décrire la force électrique E comme E = e₁ e₂/ 4πε₀r² dans lequel _r est le rayon entre les particules chargées, ε₀ est un nombre constant de permittivité dans le vide de 8,854 × 10⁻¹² Fm⁻¹ et _e₁ e₂ sont les charges des particules.

Quand dans la cage, toutl'électricité qui entre en contact avec la surface extérieure peut être mesurée à l'aide de cette formule. Le champ net à l'intérieur de la cage reste à zéro, protégeant tout ce qui se trouve à l'intérieur de la cage.

Les charges dans un conducteur, tel que le matériau conducteur d'une cage de Faraday, à l'équilibre doivent être aussi éloignées que possible afin que la charge reste à la surface. Cela gardele champ électrique à l'intérieur de zéro. Si vous apportez un objet chargé positivement à l'extérieur de la cage, les électrons sur la surface interne s'accumulent autour de celle-ci pour l'annuler.

Maison de cage de Faraday

Si vous vous imaginiez dans une cage à faraday, vous pourriez utiliser différents matériaux pour vous protéger des interférences électromagnétiques.

Le cuivre est le plusélément fiable pour les applications d'imagerie par résonance magnétique (IRM) en médecine afin de protéger les personnes des méfaits des rayonnements électromagnétiques. Il est également facile de combiner avec d'autresdes éléments pour créer des alliages tels que le laiton, le bronze phosphoreux et le cuivre au béryllium, qui ont des valeurs de conductivité plus élevées.

L'acier pré-étamé est un matériau économique quibloque l'entrée des basses fréquences. L'acier au carbone est un autre choix idéal qui peut bloquer les fréquences que d'autres alliages et éléments manquent. Ces matériaux viennent souvent avec le placage d'étainpour les empêcher de se corroder.

L'alliage de cuivre est connu pour sa résistance à la corrosion. L’aluminium est un autre choix idéal pour lequel vous devez examiner sa corrosion galvanique.et leurs propriétés d’oxydation, peuvent servir à diverses applications en raison de son bon rapport résistance / poids et de sa grande conductivité.

Cage de Faraday pour l'historique des générateurs

••• Syed Hussain Ather

En 1836, le physicien Michael Faraday observa qu'un conducteur chargé stockerait l'excès de charge à l'intérieur du matériau lui-même.pas dans la cavité que le conducteur a enfermée. Il a recouvert une pièce de feuille de métal. Avec un générateur électrostatique à l'extérieur, il remarqua qu'il n'y avait aucune charge à l'intérieur selon son électroscope,un appareil utilisé pour mesurer la charge électrique. Il a utilisé cela pour construire une cage de Faraday pour ce générateur.

Sept ans plus tard, Faraday a démontré que la charge restait à la surface d’unconducteur pour surfaces métalliques. À l'aide d'un seau en métal avec de la glace, il a montré que la charge électrique dans la coque d'un conducteur crée une charge sur la surface interne de la coque. lela charge n'a pas affecté le volume intérieur de la coque. En utilisant un électroscope pour mesurer des charges électriques, son expérience deviendrait la première expérience quantitative sur une charge électrique.