Hvis du søger på Internettet efter Faraday-bure, finder du en masse information om brug af hjemmelavede bure til at beskytte radioer mod EMP-skader under opbevaring. A meget af denne information er enten modstridende eller bakkes ikke op af tilfredsstillende forklaringer.
Det er ikke min hensigt at diskutere nytten af at opbevare udstyr i Faradays bure. Der er ikke mange atomkrige eller lyn rammer der, hvor jeg bor, så oddsene er virkelig gode, at jeg ikke behøver at bekymre mig om det. Men jeg er nysgerrig efter teorien om drift og praktiske overvejelser.
Som jeg forstår det, radio bølger kan ikke trænge ind i et rum, der er helt lukket af en tilstrækkelig tykkelse af ledende materiale. Radiobølgerne inducerer en strøm i lederen, hvilket resulterer i, at energien frigives igen som en blanding af radiobølger og varme, lige ? Hvad forhindrer radiobølgerne i at blive frigivet til indersiden af beholderen? (Jeg gætter på, at det er relateret til hudeffekten. t.) Har det noget for enhver elektronik inde i buret, hvis de er i fysisk kontakt med buret?
Er et DIY Faraday-bur så simpelt som at bruge en metalkuffert eller en folieindpakket kasse, eller er der mere ved det end det?
Kommentarer
- Jeg tvivler på, at min IC-765 med strømledningen fjernet og alle kabler frakoblet ville være påvirket af en EMP. Intet Faraday-bur er nødvendigt.
Svar
Faraday-bur blokerer EMP på samme måde som de blokerer al anden tid- forskellige elektromagnetiske felter. Den eneste forskel mellem at blokere EMP versus at blokere en almindelig radiotransmission er EMP er mange størrelsesordener stærkere.
Et Faraday-bur fungerer, fordi metaller består af et “hav” af mobile elektroner blandt protonerne i atom kerner. Det vil sige, metaller er gode ledere. Når et elektromagnetisk felt nærmer sig metallet, vil de mobile elektroner blive tiltrukket af de steder, hvor det elektriske potentiale er højere, og efterlader overskydende protoner, hvor det elektriske potentiale er lavere.
De mobile elektroner gør dette, fordi de søger det laveste potentiale arrangement, ligesom en kampesten ruller ned ad en bakke, eller vand i en beholder i en hvilken som helst form har en tendens mod niveau.
I det omfang Faraday-buret er lavet af en perfekt leder, vil elektronerne omarrangere sig sådan, at omfordelingen af elektronerne og det eksterne felt annulleres nøjagtigt, så der er ingen ændring i det elektromagnetiske felt inde i buret. Ingen energi går tabt i processen.
Denne animation overdriver absurd den afstand elektronerne bevæger sig (i praksis bevæger de sig næppe, da hvis protonerne blev efterladt helt alene, ville boksen rive sig fra hinanden i individuelle atomer ), men det gør et godt stykke arbejde med at få idéen videre:
I praksis er metaller ikke perfekte ledere, så lidt energi går tabt til modstand og omdannes til varme, og elektronerne er ikke i stand til perfekt at annullere feltet, så noget af den elektromagnetiske bølge gør det inde buret, så vi siger bare, at Faraday-buret dæmper det ydre felt.
Hudeffekt begrænser faktisk strømmen til metalets udvendige overflade, men det er ikke rigtig nødvendigt at forklare, hvordan et Faraday-bur arbejder. Overvej: Faradays bure er også effektive til at blokere statiske elektriske felter, hvor hudeffekt ikke gælder. At isolere det beskyttede indhold fra buret er sandsynligvis stadig en god idé, hvis der kræves den allerbedste dæmpning.
Det er vigtigt, at buret danner et kontinuerligt ledende skjold, der fuldstændigt omslutter enheden, der skal beskyttes. For eksempel gør skæring af en spalte i et Faraday-bur det ineffektivt, hvis spalten er en mærkbar brøkdel af bølgelængden. Dette skyldes, at spalten udgør en barriere for elektronernes bevægelse, og følgelig skal det elektriske felt, der er knyttet til de mobile elektroner, “strømme rundt” om spalten, hvilket gør det ikke længere i stand til at annullere det eksterne felt. En slotantenne udnytter denne effekt til at udstråle en bølgeleder (som ikke er så forskellig fra et indvendigt Faraday-bur).
For af denne grund fungerer metalkasser med låg ikke altid som et Faraday-bur, da låget ofte ikke har god elektrisk kontakt med resten af kassen.
Folie fungerer OK, så længe man er forsigtig at skabe god elektrisk kontakt i alle sømme. Og tyndheden af folie betyder mindre dæmpning, men afhængigt af EMPs styrke og følsomheden af indholdet er det måske tilstrækkeligt.
Kommentarer
- Det kan være værd at påpege, at slotlængden betyder noget, ikke kun slotbredden. Jeg fandt en god demonstration af den kendsgerning her: youtu.be / uYWhTMmv6bs En skraldespand i galvaniseret stål med et tæt passende lys dæmpede et 500 MHz signal med 18 dB. Efter påføring af folie-HVAC-tape over det lille mellemrum mellem dåsen og låget steg dæmpningen til 40 dB.