Несмотря на то, что промышленные и бытовые электроприборы начали массово появляться в повседневном обиходе лишь в середине XX века, над проблемами защиты людей и самого оборудования от воздействия электрического поля ученые начали задумываться гораздо раньше. Так, в частности, в 1836 году знаменитый британский физик Майкл Фарадей провел серию опытов, в результате которых ему удалось создать простое, но эффективное экранирующее приспособление — так называемую “клетку Фарадея”. О принципе ее действия, конструкции и сферах применения мы поговорим подробнее в данном материале.
История создания
Задолго до изобретения “клетки” Фарадей прославился как первооткрыватель явления электрической индукции. Кроме того, знаменитый ученый изучал электролиз и даже открыл способ управления светом при помощи магнитных полей. Именно изучение индукции впоследствии подтолкнуло физика к созданию устройства электростатической защиты, получившего название “клетка Фарадея” (также иногда ее называют “щитом Фарадея”). В основе открытия лежала серия опытов, проведенная в начале 1830-х годов.
Суть этих экспериментов заключалась в погружении металлического шара с отрицательным зарядом в специальные емкости, не имевшие заряда. В результате опытов Фарадей понял, что заряд на внешней стороне никак не воздействует на происходящее внутри емкости, что, собственно, и стало основой для создания “клетки”. Заслуживает упоминания также и эффектная публичная демонстрация ученым защитного устройства — он лично вошел в специальный защитный куб, после чего на внешнюю часть устройства было подано напряжение в 150 тысяч вольт, однако Майкл остался целым и невредимым.
Конструкция и принцип действия
Типичная клетка Фарадея устроена предельно просто — она представляет собой полую конструкцию (решетчатую или цельную), изготовленную из материала, хорошо проводящего ток. Столь же прост и принцип ее работы — такой контейнер действует в качестве поляризованного электропроводника, чтобы свести к нулю общую сумму электрических полей — воздействующего на клетку и внутреннее. При этом внутреннее поле самостоятельно упорядочивает свои заряды, оказавшись под воздействием внешнего поля.
В качестве материала для изготовления такой защиты чаще всего используют обычный алюминий, который отличается предельно высокой электропроводностью, однако для сооружения клетки можно использовать и другие металлы.
