Dacă căutați pe Internet cuști Faraday, veți găsi o mulțime de informații despre utilizarea cuștilor de casă pentru a proteja aparatele de radio de daunele EMP în timp ce sunt depozitate. A multe dintre aceste informații sunt fie contradictorii, fie nu sunt susținute de explicații satisfăcătoare.
Nu intenția mea este să dezbat utilitatea depozitării echipamentelor în cuștile Faraday. Nu există o mulțime de războaie nucleare sau trăsnetele unde locuiesc, așa că șansele sunt foarte bune, încât nu trebuie să-mi fac griji. Dar, sunt curios cu privire la teoria funcționării și la considerațiile practice de proiectare.
După cum o înțeleg, radio undele nu pot pătrunde într-un spațiu care este complet închis de o grosime suficientă de material conductor. Undele radio induc un curent în conductor, ceea ce duce la re-eliberarea energiei ca un amestec de unde radio și căldură, chiar Ce anume împiedică eliberarea undelor radio în interiorul containerului? („Cred că este legat de efectul pielii t.) Contează orice electronică din cușcă dacă este în contact fizic cu cușca?
Este o cușcă DIY Faraday la fel de simplă ca utilizarea unei valize metalice sau a unei cutii învelite în folie sau există mai mult de atât?
Comentarii
- Mă îndoiesc că IC-765 cu cablul său de alimentare scos și toate cablurile deconectate ar fi afectate de un EMP. Nu este necesară o cușcă Faraday.
Răspuns
Cuștile Faraday blochează EMP în același mod în care blochează toate celelalte timpuri- câmpuri electromagnetice variabile. Singura diferență între blocarea EMP versus blocarea unei transmisii radio obișnuite este că EMP este cu mai multe ordine de mărime mai puternice.
O cușcă Faraday funcționează deoarece metalele constau dintr-o „mare” de electroni mobili printre protonii din atomic nuclee. Adică metalele sunt buni conductori. Atunci când un câmp electromagnetic se apropie de metal, electronii mobili vor fi atrași către locațiile în care potențialul electric este mai mare, lăsând în urmă protoni în exces în care potențialul electric este mai mic.
Electronii mobili fac acest lucru deoarece caută cel mai mic aranjament potențial, la fel cum un bolovan se rostogolește pe un deal sau apa dintr-un vas sub orice formă tinde spre nivel.
În măsura în care cușca Faraday este făcută dintr-un conductor perfect, electronii vor se rearanjează astfel încât redistribuirea electronilor și câmpul extern să se anuleze exact, deci nu există nicio modificare a câmpului electromagnetic din interiorul cuștii. Nu se pierde energie în acest proces.
Această animație exagerează în mod absurd distanța pe care o parcurg electronii (în practică abia se mișcă, deoarece dacă protonii ar fi lăsați singuri așa, cutia s-ar sfărâma în atomi individuali ), dar face o treabă corectă de a transmite ideea:
În practică, metalele nu sunt conductoare perfecte, astfel încât puțină energie se pierde din rezistență și se transformă în căldură, iar electronii nu sunt capabili să anuleze perfect câmpul, astfel încât o parte din unda electromagnetică îl face să fie în interior cușca, așa că spunem că cușca Faraday atenuează câmpul extern.
Efectul pielii limitează într-adevăr curenții la suprafața exterioară a metalului, dar nu este cu adevărat necesar pentru a explica cum o cușcă Faraday lucrări. Luați în considerare: cuștile Faraday sunt, de asemenea, eficiente în blocarea câmpurilor electrice statice, unde efectul pielii nu se aplică. Izolarea conținutului protejat din cușcă este probabil încă o idee bună dacă este necesară cea mai mare atenuare.
Este esențial ca cușca să formeze un scut conductiv continuu care să închidă complet dispozitivul care trebuie protejat. De exemplu, tăierea unui slot într-o cușcă Faraday îl face ineficient dacă acel slot este o fracțiune apreciabilă a lungimii de undă. Acest lucru se datorează faptului că slotul prezintă o barieră în calea mișcării electronilor și, în consecință, câmpul electric asociat cu electronii mobili trebuie să „curgă” în jurul slotului, făcându-l să nu mai poată anula câmpul extern. O antenă slot exploatează acest efect pentru a face să radieze un ghid de undă (care nu este atât de diferit de o cușcă Faraday din interior spre exterior).
din acest motiv, cutiile metalice cu capac nu funcționează întotdeauna ca o cușcă Faraday, deoarece adesea capacul nu face un contact electric bun cu restul cutiei.
Folia funcționează OK atâta timp cât este acordată atenție pentru a face un contact electric bun la toate cusăturile. Și subțierea foliei înseamnă mai puțină atenuare, dar în funcție de puterea EMP și de sensibilitatea conținutului, poate că este suficient.
Comentarii
- S-ar putea să merită subliniat faptul că lungimea slotului contează, nu doar lățimea slotului. Am găsit o demonstrație bună a acestui fapt aici: youtu.be / uYWhTMmv6bs O coș de gunoi din oțel zincat cu o lumină strânsă atenuează un semnal de 500 MHz cu 18 dB. După aplicarea benzii de folie HVAC peste ușoara distanță dintre cutie și capac, atenuarea a crescut la 40 dB.