Om du söker på Internet efter Faraday-burar, hittar du mycket information om hur du använder hemgjorda burar för att skydda radioapparater från EMP-skador under lagring. A mycket av den informationen är antingen motstridiga eller stöds inte av tillfredsställande förklaringar.
Det är inte min avsikt att diskutera nyttan med att lagra utrustning i Faradays burar. Det finns inte många kärnkrig eller blixtnedslag där jag bor, så oddsen är riktigt bra att jag inte behöver oroa mig för det. Men jag är nyfiken på teorin om drift och praktiska överväganden.
Som jag förstår det, radio vågor kan inte tränga in i ett utrymme som är helt inneslutet av en tillräcklig tjocklek av ledande material. Radiovågorna inducerar en ström i ledaren, vilket resulterar i att energin släpps på nytt som en blandning av radiovågor och värme, höger ? Vad hindrar radiovågor från att släppas till insidan av behållaren? (Jag antar att det är relaterat till hudeffekten. t.) Spelar det någon elektronik inne i buren om de är i fysisk kontakt med buren?
Är en DIY Faraday-bur så enkel som att använda en metallväska eller en folieförpackad låda, eller finns det mer än så?
Kommentarer
- Jag tvivlar på att min IC-765 med strömsladden borttagen och alla kablar urkopplade skulle vara påverkas av en EMP. Ingen Faraday-bur behövs.
Svar
Faraday-burar blockerar EMP på samma sätt som de blockerar all annan tid- varierande elektromagnetiska fält. Den enda skillnaden mellan att blockera EMP kontra att blockera en vanlig radioöverföring är EMP är många storleksordningar starkare.
En bur i Faraday fungerar eftersom metaller består av ett ”hav” av mobila elektroner bland protonerna i atomen kärnor. Det vill säga metaller är bra ledare. När ett elektromagnetiskt fält närmar sig metallen kommer de mobila elektronerna att lockas till de platser där den elektriska potentialen är högre och lämnar efter sig överflödiga protoner där den elektriska potentialen är lägre.
Mobilelektronerna gör detta för att de söker det lägsta potentialarrangemanget, precis som en stenblock rullar nerför en kulle, eller vatten i ett kärl i vilken form som helst tenderar mot nivå.
I den utsträckning att Faradays bur är gjord av en perfekt ledare kommer elektronerna att omorganisera sig så att omfördelningen av elektronerna och det externa fältet avbryts exakt, så det finns ingen förändring i det elektromagnetiska fältet inuti buren. Ingen energi går förlorad i processen.
Denna animation överdrivar absurt avståndet elektronerna färdas (i praktiken rör de sig knappt, eftersom om protonerna lämnades ensamma så skulle lådan riva sig ihop i enskilda atomer ), men det gör ett bra jobb med att få idén att:
I praktiken är metaller inte perfekta ledare så lite energi går förlorat till motstånd och omvandlas till värme, och elektronerna kan inte helt avbryta fältet så att en del av den elektromagnetiska vågen gör det inne buret, så vi säger bara att Faraday-buret dämpar det yttre fältet.
Hudeffekten begränsar verkligen strömmarna till metallens utsida, men det är inte nödvändigt att förklara hur en Faraday-bur Arbetar. Tänk på: Faradays burar är också effektiva för att blockera statiska elektriska fält, där hudeffekten inte gäller. Att isolera det skyddade innehållet från buret är troligen fortfarande en bra idé om den allra högsta dämpningen krävs.
Det är viktigt att buret bildar en kontinuerlig ledande skärm som helt omsluter enheten som ska skyddas. Till exempel att skära en slits i en Faraday-bur gör den ineffektiv om den slitsen är en märkbar bråkdel av våglängden. Detta beror på att slitsen utgör en barriär mot elektronernas rörelse, och följaktligen måste det elektriska fältet som är associerat med de mobila elektronerna ”strömma” runt slitsen, vilket gör att det inte längre kan avbryta det externa fältet. En platsantenn utnyttjar denna effekt för att få en vågledare (som inte skiljer sig så mycket från en Faraday-bur inifrån).
För av den anledningen fungerar inte metalllådor med lock alltid som en Faraday-bur, eftersom locket ofta inte ger god elektrisk kontakt med resten av lådan.
Folie fungerar OK så länge försiktighet iakttas. för att få bra elektrisk kontakt i alla sömmar. Och tunnhet av folie betyder mindre dämpning, men beroende på EMP-effekten och innehållets känslighet kanske det är tillräckligt.
Kommentarer
- Det kan vara värt att påpeka att spellängden har betydelse, inte bara platsbredden. Jag hittade en bra demonstration av det faktum här: youtu.be / uYWhTMmv6bs En soptunna i galvaniserat stål med tätt passande ljus dämpade en 500 MHz-signal med 18 dB. Efter applicering av folie-HVAC-tejp över det lilla mellanrummet mellan burken och locket ökade dämpningen till 40 dB.