• Was ist ein Faradayscher Käfig?
• Geschichte des Faradayschen Käfigs
• Wie funktioniert ein Faradayscher Käfig?
• Wie baut man einen Faradayschen Käfig?
• Beispiele für den Faradayschen Käfig

Wir erklären, was ein Faradayscher Käfig ist, seine Geschichte, wie er funktioniert und wie er aufgebaut ist. Auch Beispiele aus dem Alltag.

Viele Dächer funktionieren wie ein Faradayscher Käfig, um den Innenraum vom Strom zu isolieren.

Was ist ein Faradayscher Käfig?

Ein Faradayscher Käfig ist ein mit Materialien ausgekleideter Behälter Stromleiter (wie Metallplatten oder Gitter), die als Schutz gegen die Auswirkungen von a . wirken elektrisches Feld aus dem Ausland kommen.

Viele Elemente, die wir im täglichen Leben verwenden, verwenden das Faradaysche Käfigprinzip, zum Beispiel: Kabel, Mikrowellenherde, Autos und Flugzeuge. Seine Form und Größe kann variieren, ebenso wie die Materialien, mit denen es beschichtet ist.

Geschichte des Faradayschen Käfigs

1836 führte Michael Faraday die Experimente durch, die es ihm ermöglichten, den Isolierkäfig zu bauen.

Der Faradaysche Käfig ist nach seinem Erfinder benannt, dem britischen Physiker Michael Faraday (1791–1867), der beobachtete, dass ein leitfähiges Material nur äußerlich die Wirkung einer elektrischen Entladung zeigt. Dies schien darauf hinzudeuten, dass die Ladungen auf dem Leiter so verteilt waren, dass die inneren elektrischen Felder aufgehoben wurden.

Um dies zu beweisen, bedeckte Faraday 1836 die Wände eines Raumes mit Aluminiumblechen. Mit einem elektrostatischen Generator erzeugte er Entladungen mit hoher Stromspannung außerhalb des Zimmers. Und mit einem Elektroskop (einem Gerät, das das Vorhandensein von elektrische Aufladungen in einem Körper) konnte nachweisen, dass das elektrische Feld im Raum null war.

Dank dieses und vieler anderer Experimente nimmt Faraday einen herausragenden Platz unter den Wissenschaftlern ein, die die Elektrizität haben den praktischen Nutzen, den wir heute kennen.

Wie funktioniert ein Faradayscher Käfig?

Beim Anlegen eines elektrischen Feldes an einen mit Aluminium- oder Metallgewebe beschichteten Behälter fungiert der Behälter als polarisierter elektrischer Leiter.

Bei der Polarisation wird der Leiter in die Richtung, in die sich das äußere elektromagnetische Feld bewegt, positiv geladen und gleichzeitig in die entgegengesetzte Richtung negativ geladen, wodurch ein elektrisches Feld von gleicher Größe, aber entgegengesetzt zu dem zuvor erzeugten elektromagnetischen Feld erzeugt wird angewandt.

Die Summe beider Felder innerhalb des Behälters oder Faradayschen Käfigs ist gleich Null. Das heißt, leitfähige Materialien ordnen in Gegenwart äußerer elektrischer Felder ihre Ladungen auf ihrer Oberfläche immer so an, dass das innere elektrische Feld Null ist.

Wie baut man einen Faradayschen Käfig?

Das vollständige Einwickeln eines Telefons in Aluminium blockiert sein Signal.

Die Herstellung eines Faradayschen Käfigs ist einfach: Es muss nur ein bestimmter Raum in ein leitfähiges Material eingeschlossen werden. Die notwendigen Materialien sind gut zugänglich: Metallsiebe, Alufolie, Kisten oder sogar ein Mülleimer aus Stahl.

Bevor wir fortfahren, müssen wir Folgendes berücksichtigen:

• Wenn wir Drahtgeflechte oder Gitter verwenden (wie sie für Hühnerställe verwendet werden), müssen die Löcher in diesem Leiter kleiner sein als die Länge Signal gesperrt werden.
• Der Innenraum muss vollständig und ohne Risse isoliert sein.
• Die Dicke des zu verwendenden Leiters hängt von der zu blockierenden Frequenz ab.

Es gibt viele Möglichkeiten, einen Faradayschen Käfig zu bauen, aber mit diesem einfachen Experiment können wir seine charakteristische Abschirmwirkung überprüfen:

• Machen Sie einen Zylinder mit Metallgitter und einer Aluminiumplattform.
• Stellen Sie ein abgestimmtes Radio auf die Plattform und montieren Sie dann den Drahtgeflechtzylinder auf der Plattform. Sie werden sofort bemerken, wie die Funkübertragung stoppt. Die elektromagnetischen Wellen, die das Radio empfangen soll, werden durch die Platzierung des Gitters unterbrochen.
• Nehmen Sie zwei Mobiltelefone und vergewissern Sie sich, dass sie problemlos Anrufe tätigen und empfangen können. Wickeln Sie dann eines der Telefone in ein Stück Aluminiumfolie. Wenn Sie dieses Telefon anrufen, werden Sie feststellen, dass das Signal gesperrt ist.

Beispiele für den Faradayschen Käfig

Das Prinzip, nach dem Faradaysche Käfige funktionieren, lässt sich an vielen Beispielen aus dem Alltag beobachten:

• Wenn wir feststellen, dass unsere Handys in einem Aufzug oder in einem Gebäude aus Metallgittern nicht funktionieren, stehen wir vor einer Manifestation des Prinzips des Faradayschen Käfigs.
• Unsere Mikrowellenherde sind mit Faradayschen Käfigen ausgestattet, um ihre Wellen Flucht ins Ausland und haben eine schädliche Wirkung auf unsere Die Gesundheit.
• Die Spezialanzüge von Elektrotechnikern, die Hochspannungsleitungen reparieren.
• Beim Autofahren während eines Gewitters wird empfohlen, im Fahrzeug zu bleiben, da seine Karosserien bei Blitzen wie ein Faradayscher Käfig funktionieren.
• Metallfolien oder Netze werden auch an den Wänden von MRT-Labors, in denen MRTs durchgeführt werden, angebracht, um das Entweichen von Wellen zu verhindern und die Gesundheit der Bediener zu schützen.
• Cyberangriffe haben einen erheblichen Vorrat an Produkte um die elektromagnetischen Wellen zu hemmen, die von möglichen Hackern gesendet werden. Verschiedene Geschäft Sie bieten Zubehör, um unsere Geräte im Bereich der drahtlosen Verbindungen unsichtbar zu machen: Hüllen für Autoschlüssel, Rucksäcke, Umschläge, Geldbörsen oder Aktentaschen, hergestellt nach dem Prinzip des Faradayschen Käfigs.