Jeśli przeszukasz Internet w poszukiwaniu klatek Faradaya, znajdziesz wiele informacji na temat używania domowych klatek do ochrony radiotelefonów przed uszkodzeniem przez EMP podczas przechowywania. wiele z tych informacji jest albo sprzecznych, albo nie jest popartych zadowalającymi wyjaśnieniami.
Nie jest moim zamiarem debata nad użytecznością przechowywania sprzętu w klatkach Faradaya. Nie ma zbyt wielu wojen nuklearnych ani piorun uderza tam, gdzie mieszkam, więc są naprawdę duże szanse, że nie muszę się tym martwić. Jestem jednak ciekawy teorii działania i praktycznych rozważań projektowych.
Jak rozumiem, radio Fale nie mogą wnikać w przestrzeń, która jest całkowicie otoczona materiałem przewodzącym o odpowiedniej grubości. Fale radiowe indukują prąd w przewodniku, co powoduje ponowne uwolnienie energii w postaci mieszanki fal radiowych i ciepła, prawda ? Co powstrzymuje uwalnianie fal radiowych do wnętrza pojemnika? (Domyślam się, że jest to związane z efektem skóry t.) Czy ma znaczenie dla elektroniki znajdującej się w klatce, czy „stykają się fizycznie z klatką”?
Czy klatka Faradaya do samodzielnego montażu jest tak prosta, jak użycie metalowej walizki lub pudełka owiniętego folią? czy jest coś więcej niż to?
Komentarze
- Wątpię, czy mój IC-765 z odłączonym przewodem zasilającym i wszystkimi odłączonymi kablami byłby pod wpływem PZŚ. Klatka Faradaya nie jest potrzebna.
Odpowiedź
Klatki Faradaya blokują EMP w ten sam sposób, w jaki blokują cały inny czas- zmienne pola elektromagnetyczne. Jedyna różnica między blokowaniem EMP a blokowaniem zwykłej transmisji radiowej polega na tym, że EMP jest o wiele rzędów wielkości silniejsze.
Klatka Faradaya działa, ponieważ metale składają się z „morza” ruchomych elektronów wśród protonów w atomie. jądra. Oznacza to, że metale są dobrymi przewodnikami. Kiedy pole elektromagnetyczne zbliża się do metalu, ruchome elektrony będą przyciągane do miejsc, w których potencjał elektryczny jest wyższy, pozostawiając nadmiar protonów tam, gdzie potencjał elektryczny jest niższy.
Ruchome elektrony robią to, ponieważ szukają najniższy potencjał, tak jak głaz stacza się ze wzgórza lub woda w naczyniu o dowolnym kształcie dąży do poziomu.
W zakresie, w jakim klatka Faradaya jest wykonana z doskonałego przewodnika, elektrony będą przestawiają się w taki sposób, że redystrybucja elektronów i pola zewnętrznego dokładnie się znosi, więc nie ma zmiany w polu elektromagnetycznym wewnątrz klatki. Żadna energia nie jest tracona w tym procesie.
Ta animacja absurdalnie wyolbrzymia odległość, na jaką przemieszczają się elektrony (w praktyce ledwo się poruszają, ponieważ gdyby protony zostały pozostawione same, tak pudełko rozpadłoby się na pojedyncze atomy ), ale wystarcza, aby przekazać pomysł:
W praktyce metale nie są idealnymi przewodnikami, więc niewielka ilość energii jest tracona na opór i przekształcana w ciepło, a elektrony nie są w stanie doskonale zlikwidować pola, więc część fali elektromagnetycznej przedostaje się do środka klatkę, więc po prostu mówimy, że klatka Faradaya osłabia zewnętrzne pole.
Efekt skóry rzeczywiście ogranicza prądy do zewnętrznej powierzchni metalu, ale nie jest to naprawdę konieczne, aby wyjaśnić, w jaki sposób klatka Faradaya Pracuje. Zastanów się: klatki Faradaya są również skuteczne w blokowaniu statycznych pól elektrycznych, w których nie występuje efekt skóry. Izolacja chronionej zawartości od klatki jest prawdopodobnie nadal dobrym pomysłem, jeśli wymagane jest najwyższe tłumienie.
Bardzo ważne jest, aby klatka tworzyła ciągły przewodzący ekran, całkowicie obejmujący chronione urządzenie. Na przykład wycięcie szczeliny w klatce Faradaya czyni ją nieskuteczną, jeśli ta szczelina jest znacznym ułamkiem długości fali. Dzieje się tak, ponieważ szczelina stanowi barierę dla ruchu elektronów, a w konsekwencji pole elektryczne związane z ruchomymi elektronami musi „przepływać” wokół szczeliny, przez co nie jest już w stanie anulować pola zewnętrznego. Antena szczelinowa wykorzystuje ten efekt do emitowania falowodu (który nie różni się tak bardzo od odwróconej klatki Faradaya).
z tego powodu metalowe pudełka z pokrywkami nie zawsze działają jako klatka Faradaya, ponieważ często pokrywa nie zapewnia dobrego kontaktu elektrycznego z resztą pudełka.
Folia działa dobrze, o ile jest ostrożna aby zapewnić dobry kontakt elektryczny na wszystkich szwach. A cienka folia oznacza mniejsze tłumienie, ale w zależności od mocy EMP i wrażliwości zawartości, być może wystarczy.
Komentarze
- Warto zauważyć, że liczy się długość boksu, a nie tylko jego szerokość. Znalazłem dobry dowód tego faktu tutaj: youtu.be / uYWhTMmv6bs Kosz na śmieci ze stali ocynkowanej z ciasno dopasowanym światłem tłumił sygnał 500 MHz o 18 dB. Po nałożeniu foliowej taśmy HVAC na niewielką szczelinę między puszką a wieczkiem tłumienie wzrosło do 40 dB.