Тема защиты электрооборудования сегодня актуальна как никогда. Мы все в домах постоянно используем разные гаджеты и электрические приборы небольшого размера. Их не трудно защитить от электромагнитных волн. Тем более способ предохранения от такого воздействия уже был придуман очень давно. Вы все с ним знакомы, но не каждый о нем помнит. Хотя такой способ изучали еще в школе на уроках физики. Это клетка Фарадея, о которой я расскажу в своем посте. Вы узнаете, что это за конструкция, познакомитесь с ее особенностями и нюансами построения. Еще расскажу о проверке работоспособности такой самостоятельно изготовленной клетки.
Общие сведения
Майклом Фарадеем еще в 1836 году была замечена концентрация избыточного заряда исключительно на наружной стороне заряженного электропроводника. Поэтому заряд не влияет на изделия, находящиеся в пространстве, окруженном этим проводником.
Чтобы продемонстрировать данный эффект, Фарадей покрыл ограждающие строительные конструкции помещения металлической пленкой. Потом подал на наружную сторону этой защиты заряд высокой вольтажности. Затем применил электроскоп, чтобы доказать, что на внутренних поверхностях ограждающих строительных конструкций помещения отсутствуют электрические заряды.
Майкл Фарадей активно изучал в XIX веке электричество и электромагнитное поле. Существенным и всемирно признанным его открытием является защита от электромагнитного излучения. Она имеет вид клетки. Ее стали называть в честь ученого, который ее придумал, то есть Фарадея.
Такая защитная конструкция представляет собой бокс. Его стенки изготавливаются из металла и отличаются прекрасной проводимостью электротока. Данный бокс не нужно подключать к внешнему источнику электропитания. При этом его обычно заземляют. Защитные свойства металлической конструкции проявляются, когда на нее начинает воздействовать внешний фактор. Им является, как я уже говорил, электромагнитное излучение.
Для многих в школе физика не является любимым предметом. Однако именно на ней ученики знакомятся с клеткой Фарадея, что это за конструкция узнают простыми словами.
Защитные боксы со стенками из проволоки или перфорированных листов позволяют визуально видеть электроприборы и другие предметы, которые в них размещаются. Другими словами, имеется возможность осуществлять зрительный контроль. При этом конструкции можно также сделать со сплошными стенками. Единственное условие – их материал должен хорошо проводить электроток.
Особенности защитной клетки
Магнитное поле способно проникнуть в клетку, когда электрическое излучение этого сделать не может, потому что оно экранируется конструкцией. Однако магнитное поле порождается электрическим. Поэтому оно тоже отсутствует внутри клетки. Ведь магнитное поле просто не успевает образоваться. В результате получается, что конструкция Фарадея защищает свое внутреннее пространство и предметы в нем как от электрополя, так и от электромагнитных волн.
Экранирующий эффект клетки зависит от ряда параметров:
- глубины верхнего слоя;
- толщины используемого металла;
- размеров отверстий (ячеек).
Одним из примеров защиты Фарадея является конструкция в микроволновой печи. На ее дверце производитель всегда делает сетку из металла. Она имеет очень мелкие ячейки. Они существенно меньше длины волн, которые создаются магнетроном. Мелкие ячейки препятствуют выходу излучения из микроволновки.
Построение защитной клетки
При изготовлении самого простого ее варианта нужно использовать алюминиевую фольгу. Данным материалом, например, оборачивают мобильник. Это позволяет его блокировать от сотовой сети.
LED-телевизоры, ноутбуки и другая бытовая полупроводниковая техника может выйти из строя при сильном воздействии электромагнитного излучения. Для ее защиты можно самостоятельно изготовить металлическую клетку во все помещение. Благодаря такой конструкции уменьшится вероятность ремонта бытовой техники.
При изготовлении изобретения Фарадея нужно определиться со следующими моментами:
- Формой конструкции.
В домашних условиях можно изготовить сферическую, квадратную, треугольную или любую другую клетку.
Форма клетки не оказывает никакого влияния на эффективность защитной конструкции, которую придумал Фарадей.
- Токопроводящим материалом.
В домашних условиях лучше всего использовать подручные материалы для изготовления защиты имени Фарадея. Например, можно взять фанерные листы. Собрать из них конструкцию нужного размера. Потом придется ее снаружи оклеить фольгой из алюминия. Это один из недорогих и доступных материалов, прекрасно подходящих для защиты от электромагнитного излучения. Из нее придется сделать сплошную поверхность, в которой не будет зазоров.
Я уже говорил ранее, что можно изготовить решетчатую конструкцию. Для ее создания потребуются металлические прутья. Еще придется иметь навыки сварки и подготовить соответствующее оборудование.
- Отверстиями в клетке.
Стенки защитного бокса, названного в честь Фарадея, могут иметь отверстия, но определенного размера. Они должны быть меньше электромагнитной волны, чтобы она не смогла проникнуть вовнутрь конструкции. Часто используют сетку из алюминия. В некоторых случаях применяют металлические баки для мусора, контейнеры из оцинкованного металла.
При расчете размера ячеек клетки учитывают длину электромагнитной волны. Когда необходимо создать защиту от излучения передатчиков мобильной телефонный связи, тогда сначала определяют его рабочий диапазон. Например, если частота составляет 1880 МГц, тогда у электромагнитной волны длина будет равняться 159 мм. Данную величину нужно уменьшить хотя бы в 8 раз. Сделав это, мы получим размер одной ячейки создаваемой клетки. В этом примере искомый результат будет составлять примерно 20 мм.
- Дверью в защитной конструкции.
Электромагнитная волна способна проникнуть даже через не широкие щели. Поэтому их в двери обязательно закрывают мягкой металлической сеткой, которая хорошо проводит электрический ток.
- Заземлением.
Это способ повысит уровень безопасности эксплуатации защитной клетки. При отсутствии заземления конструкция способна наэлектризовать каждого, кто с ней будет иметь контакт. Она даже может убить его. Заземление обязательно нужно, если выполняется постройка клетки с большими ячейками. В такой конструкции Фарадея будут накапливаться существенные разности потенциалов на стенках, которые расположены друг напротив друга.
- Поглотителем влаги.
Без него трудно создать безопасное внутреннее пространство в клетке для электрических приборов, которые будут находиться в защитной конструкции Фарадея. При отсутствии поглотителя электроустройства смогут выдержать воздействие электромагнитного излучения, но выйдут из строя из-за большой влажности.
Рекомендую использовать пакеты-осушители по 50 г. Обычно их хватает, чтобы нормализовать уровень влажности.
Проверка работоспособности самодельной защитной клетки
Для проверки эффективности работы созданной конструкции Фарадея потребуется потратить немного времени. Клетку испытать можно очень просто. Для этого не придется создавать электромагнитное излучение. Тем более в домашних условиях его получить очень трудно.
Чтобы протестировать работу клетки, нужно в мобильнике установить звук на максимум и включить какую-нибудь радиостанцию. Пока телефон находится за пределами защитной конструкции Фарадея, он будет работать, то есть принимать и передавать сотовый и радиосигнал. Как только он окажется внутри закрытой клетки, его функционирование прекратится. Другими словами, перестанет работать радио и на телефон невозможно будет позвонить. Это случится при правильной постройке защитной конструкции.
С особенностями изобретения Фарадея поможет познакомиться этот видеоролик:
Коротко о главном
Клетка, придуманная Майклом Фарадеем, представляет собой защитную металлическую конструкцию от электромагнитного излучения. Это так называемый бокс из токопроводящего материала. Экранирующий эффект конструкции зависит от глубины наружного слоя, толщины металла и размеров отверстий в нем.
Клетку любой формы можно построить самостоятельно в доме. В качестве материала для нее используют алюминиевую фольгу, металлические прутья или листы. Размер отверстий рассчитывают в зависимости от длины электромагнитной волны, которую уменьшают хотя бы в 8 раз. Конструкция может иметь дверь. При этом ее щели должны быть закрыты металлической сеткой. Клетку обязательно заземляют и оснащают поглотителем влаги.
В домашних условиях клетку используют для защиты бытовой полупроводниковой техники. После изготовления работоспособность конструкции проверяют путем размещения в ее пространстве включенного мобильника. Если клетка сделана правильно, телефон перестает функционировать.
Напишите в комментариях, как думаете – нужно ли в частном доме делать защитные конструкции Фарадея?
