Was ist Faradayscher Käfig?

- Nov 19, 2019-

Faradayscher Käfig ist ein Käfig aus Metall oder guter Leiter. Es ist nach Michael Faraday, einem britischen Physiker und Begründer des Elektromagnetismus, benannt. Es wird verwendet, um das Prinzip der Äquipotential-, elektrostatischen Abschirmung und der Hochspannungsfunktion unter Spannung zu demonstrieren. Es besteht aus Käfigkörper, Hochspannungsnetzteil, Spannungsanzeige und Steuerteil. Der Käfigkörper ist mit der Erde verbunden. Das Hochspannungsnetzteil überträgt über einen Strombegrenzungswiderstand eine Hochspannung von 100000 V DC an den Entladungspol. Wenn die Spitze des Entladepols 10 cm vom Käfigkörper entfernt ist, liegt ein Entladefunken vor. Entsprechend der Bedingung des elektrostatischen Gleichgewichts des Erdungsleiters ist der Käfigkörper ein Äquipotentialkörper mit null interner Potentialdifferenz, null elektrischem Feld und Ladung. Er ist auf der Außenfläche nahe dem Entladungspol verteilt.


Die Demonstration des Faradayschen Käfigs zeigt das Prinzip des Live Working für Hochspannungsarbeiter. Die Schutzkleidung von unter Spannung stehenden Bedienern besteht aus Metalldraht. Bei der Kontaktierung der Hochspannungsleitung wird das Potential so gebildet, dass der Körper des Bedieners keinen Strom durchläuft, was eine gute Schutzfunktion spielt. Zum Beispiel ist das Auto ein Faradayscher Käfig. Da die Autoschale eine große Metallschale ist, bildet sie einen gleichen Körper. Wenn der Fahrer an einem Gewittertag fährt, müssen sich die Leute im Auto keine Sorgen machen, vom Blitz getroffen zu werden.

Die Demonstration des Faradayschen Käfigs zeigt auch, dass der Faradaysche Käfig mit geerdeter Hülle Störungen durch elektromagnetische Wellen innerhalb und außerhalb des Käfigs wirksam isolieren und somit eine elektrostatische Abschirmrolle spielen kann. Nach diesem Prinzip erdete wissenschaftliches und technisches Personal das Metallgehäuse vieler Präzisionsinstrumente und -geräte, um unnötige elektromagnetische Störungen und Blitzangriffe wirksam zu vermeiden. In den 1950er Jahren wurde das Faradaysche Käfigsystem in das Blitzschutznetzwerk von Gebäuden übernommen, das die vier Seiten von Gebäuden mit Metall erdete, um im Falle eines Blitzschlags einen Äquipotentialkörper zu bilden. Aber seine elektrostatische Abschirmwirkung bringt manchmal Probleme mit sich. Befindet sich kein Repeater im Aufzug, ist das Mobiltelefonsignal bei geschlossenem Aufzug sehr schlecht, was durch die Abschirmwirkung des Aufzugs verursacht wird.

Es ist zu beachten, dass auch in einem Faradayschen Käfig elektromagnetische Strahlung nicht vollständig vermieden werden kann. Faradayscher Käfig kann statische Elektrizität und langsames Magnetfeld wie Geomagnetismus nicht abschirmen. In Faradayschen Käfigen kann der Kompass immer noch funktionieren und der Mensch kann elektromagnetische Strahlung nicht vollständig vermeiden.


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