उन्नीसवीं शताब्दी के प्रतिभाशाली वैज्ञानिक और आविष्कारक माइकल फैराडे को बिजली, विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र और संबंधित भौतिक घटनाओं के साथ उनके सक्रिय कार्य के लिए जाना जाता है। सबसे महत्वपूर्ण खोजों में से एक सुरक्षात्मक संरचना थी जिसे फैराडे पिंजरे कहा जाता था। नीचे हम समझेंगे कि यह क्या है और आविष्कार किस व्यावहारिक मूल्य का प्रतिनिधित्व करता है।
विषय
फैराडे केज क्या है
एक फैराडे पिंजरे एक अत्यधिक प्रवाहकीय धातु से बनी दीवारों वाला एक बॉक्स है। डिजाइन को बाहरी बिजली कनेक्शन की आवश्यकता नहीं है, लेकिन, एक नियम के रूप में, जमीन पर है। सेल का भौतिक प्रभाव बाहरी कारक के प्रभाव में प्रकट होता है, जो विद्युत चुम्बकीय विकिरण है।
परिरक्षण प्रभाव को प्रदर्शित करने वाले पहले निर्माण एक साधारण सेल की तरह दिखते थे, जिसने इस घटना को नाम दिया।वास्तव में, "बॉक्स" के तार या छिद्रित दीवारें एक सीमित स्थान के अंदर स्थित वस्तुओं या उपकरणों के दृश्य नियंत्रण के लिए सुविधाजनक हैं, लेकिन उन्हें आसानी से ठोस वाले से बदला जा सकता है। मुख्य बात यह है कि सामग्री प्रवाहकीय है।
परिचालन सिद्धांत
फैराडे पिंजरे की कार्रवाई इस तथ्य पर आधारित है कि जब चार्ज कंडक्टर में प्रवेश करता है, तो इसकी सतह पर वितरित किया जाता है, जबकि अंदर तटस्थ रहता है। वास्तव में, एक प्रवाहकीय सामग्री से युक्त संपूर्ण सेल एक एकल कंडक्टर है, जिसके "सिरों" को विपरीत चार्ज प्राप्त होता है। परिणामी विद्युत प्रवाह एक ऐसा क्षेत्र बनाता है जो बाहरी प्रभावों की भरपाई करता है। ऐसी संरचना के भीतरी भाग में विद्युत क्षेत्र की शक्ति शून्य होती है।
दिलचस्प बात यह है कि अगर सेल के अंदर फील्ड जेनरेट हो जाए तो असर भी काम करता है। हालांकि, इस परिदृश्य में, चार्ज ग्रिड या अन्य प्रवाहकीय विमान की आंतरिक सतह पर वितरित किया जाएगा और बाहर प्रवेश करने में सक्षम नहीं होगा।
अंग्रेजी शब्दावली में, CF "फैराडे शील्ड" की तरह लगता है, अर्थात "फैराडे शील्ड / स्क्रीन"। यह अवधारणा डिवाइस के सार को अच्छी तरह से बताती है, जो एक ढाल या सुरक्षात्मक स्क्रीन की तरह, इसकी सामग्री को प्रभावित करने वाली किरणों को दर्शाती है।
यह याद रखना चाहिए कि परिरक्षण प्रभाव केवल एक वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र पर काम करता है। यह एक स्थिर या थोड़े परिवर्तनशील चुंबकीय प्रभाव में हस्तक्षेप नहीं करता है, उदाहरण के लिए, पृथ्वी की प्राकृतिक चुंबकीय क्षमता।
यह निर्धारित करने के लिए कि क्या फैराडे कक्ष उच्च-आवृत्ति विकिरण को प्रतिबिंबित करेगा, यह ग्रिड कोशिकाओं के आकार (यदि प्रवाहकीय भाग को पिंजरे के रूप में बनाया गया है) और अभिनय तरंग की तरंग दैर्ध्य को जानने के लिए पर्याप्त है।निर्माण प्रभावी है यदि दूसरा मान पहले से अधिक है।
सीएफ प्रभाव के आवेदन के क्षेत्र
फैराडे द्वारा खोजे गए प्रभाव का न केवल वैज्ञानिक अर्थ है, बल्कि काफी व्यापक व्यावहारिक अनुप्रयोग भी है। फैराडे पिंजरे का सबसे सरल उदाहरण रोजमर्रा की जिंदगी में पाया जा सकता है, यह लगभग किसी भी रसोई घर में मौजूद है - यह एक माइक्रोवेव ओवन है। इसके शरीर की पांच दीवारें काफी मोटी स्टील की प्लेटों से बनी हैं, और दरवाजे के कांच की दो परतों के बीच बेहतर दृश्यता के लिए छिद्रों वाली धातु की परत है।
आरएफ केबिन
रेडियो-फ्रीक्वेंसी केबिन एक ऐसा कमरा होता है जो विद्युत, चुंबकीय और रेडियो उत्सर्जन के प्रभाव से अलग होता है, आमतौर पर एक छोटे से क्षेत्र का। इसकी दीवारें, फर्श और छत अत्यधिक प्रवाहकीय झंझरी से सुसज्जित हैं जो एक बंद लेकिन अदृश्य पिंजरे का निर्माण करते हैं।
एमआरआई कमरे
चुंबकीय अनुनाद निदान के लिए चिकित्सा टोमोग्राफ जैसे उच्च-सटीक उपकरण को बाहरी विद्युत चुम्बकीय तरंगों से सावधानीपूर्वक सुरक्षा की आवश्यकता होती है। थोड़ा सा बाहरी प्रभाव अध्ययन के परिणाम को प्रभावित कर सकता है, इसलिए जिस कमरे में एमआरआई इकाई स्थित है वह पूरी तरह से परिरक्षित है।
प्रयोगशालाओं
प्रयोगशाला अनुसंधान में, सटीक परिणाम प्राप्त करने के लिए, न केवल उन्नत उपकरणों का उपयोग करना महत्वपूर्ण है, बल्कि चुंबकीय और विद्युत क्षेत्रों जैसे बाहरी कारकों से इसे मज़बूती से बचाना भी महत्वपूर्ण है।
यह समझा जाना चाहिए कि यह न केवल विशिष्ट स्रोतों से दिशात्मक विकिरण को संदर्भित करता है, बल्कि विद्युत चुम्बकीय शोर भी है जो लगातार वातावरण में मौजूद है, खासकर आबादी वाले क्षेत्रों में और उनके आसपास के क्षेत्र में।
सीएफ प्रभाव वाले उपकरणों के उच्च-गुणवत्ता वाले परिरक्षण के लिए, विशेष डिजाइन गणना और पेशेवर स्थापना की आवश्यकता होती है।
सुरक्षात्मक सूट
बिजली के झटके की उच्च संभावना वाले क्षेत्रों में काम करने वाले लोगों के लिए, विशेष सूट विकसित किए गए हैं। उनकी ऊपरी परत धातु युक्त कपड़े से बनी होती है और एक इन्सुलेट सामग्री द्वारा शरीर से अलग की जाती है। अवशिष्ट स्थिर या विद्युत प्रवाह की स्थिति में, चार्ज किट के बाहरी आवरण से नीचे बहता है।
हाई-वोल्टेज लाइनों के साथ काम करते समय सुरक्षात्मक कपड़े अपरिहार्य हैं। यहां तक कि डी-एनर्जेटिक भी, वे कई किलोमीटर बिजली के तारों के कारण खतरनाक स्तर का स्थिर चार्ज बनाए रखते हैं।
मनोरंजन की दुनिया में
मंच पर रंगीन ढंग से प्रदर्शित सीएफ इफेक्ट बहुत ही शानदार है। इस मामले में, अक्सर एक साधारण पिंजरे का उपयोग नहीं किया जाता है, लेकिन मोटे जाल से बना एक भारहीन खोल, या यहां तक कि एक विशेष रूप से डिज़ाइन किया गया सूट जो साधारण कपड़े जैसा दिखता है। इस मामले में, वर्तमान को यथासंभव प्रभावी ढंग से आपूर्ति की जाती है, उदाहरण के लिए, टेस्ला कॉइल या इसी तरह के उपकरणों का उपयोग करना जो इलेक्ट्रोस्टैटिक जनरेटर से चार्ज बनाते हैं।
अपने हाथों से फैराडे पिंजरा बनाना
रोजमर्रा की जिंदगी में, विभिन्न तरंगों की कार्रवाई से गैजेट्स को "छिपाने" के लिए घर-निर्मित सीएफ का निर्माण आवश्यक हो सकता है जो संवेदनशील इलेक्ट्रॉनिक "स्टफिंग" में गड़बड़ी पैदा कर सकता है।
इस तरह के डिजाइन का एक उदाहरण एक निश्चित तरीके से तैयार किया गया प्लाईवुड बॉक्स है। चूंकि प्लाईवुड एक इन्सुलेट परत के रूप में कार्य करता है, यह पूरी तरह से साफ और सूखा होना चाहिए। आप बॉक्स को अपने हाथों से इकट्ठा कर सकते हैं या इसे तैयार कर सकते हैं - मुख्य बात यह है कि इसे नाखून या अन्य धातु फास्टनरों के उपयोग के बिना इकट्ठा किया जाए। विधानसभा कई चरणों में की जाती है:
- खाद्य पन्नी को प्लाईवुड की दीवारों या उनके रिक्त स्थान के आकार के अनुसार खंडों में विभाजित किया गया है।
- भविष्य के बॉक्स की सतहों को बाहर से पन्नी के साथ छंटनी की जाती है। ऐसे में इसके चमकदार हिस्से को बाहर की ओर करना चाहिए।
- दीवारों को अंदर से चिपकने वाली टेप से बांधा जाता है, और बॉक्स के नीचे माउस पैड की एक जोड़ी रखी जाती है।
- यह ध्यान से जांचा जाता है कि ढक्कन की बंद स्थिति में, पन्नी की परत एक निरंतर खोल बनाती है, बिना मामूली अंतराल और टूटने के।
दूसरा विकल्प मानता है कि एक डू-इट-ही मेटल टैंक (पैन, बॉक्स, बॉक्स, आदि) फैराडे पिंजरे के आधार के रूप में कार्य करता है, जिसके अंदर इन्सुलेशन कार्डबोर्ड, उसी प्लाईवुड या अन्य सामग्री से बना होता है। इस डिजाइन के लिए ढक्कन के एक सुखद फिट की स्थिति ऊपर वर्णित की तुलना में कम महत्वपूर्ण नहीं है।
क्या मुझे ग्राउंडिंग करने की ज़रूरत है
सीएफ़ को ग्राउंडिंग करने की आवश्यकता पर कोई सहमति नहीं है। बड़ी संरचनाओं और विशेष रूप से शक्तिशाली विद्युत निर्वहन से प्रभावित होने वाली संरचनाओं को जमीन पर रखना अनिवार्य है।
ग्राउंडिंग, निश्चित रूप से, आपातकालीन स्थितियों से बचाता है जब संचित मजबूत चार्ज हवा को "तोड़" सकता है और पास की वस्तु या व्यक्ति से टकरा सकता है।
घर का बना फैराडे पिंजरे का परीक्षण
फैराडे केज के सिद्धांत का व्यवहार में परीक्षण करने के लिए, एक कॉम्पैक्ट बैटरी चालित रेडियो का उपयोग करना सबसे सुविधाजनक है। इसे अधिकतम मात्रा में चालू किया जाना चाहिए और उपलब्ध सबसे शक्तिशाली एफएम चैनल के लिए ट्यून किया जाना चाहिए। यदि सेल काम कर रहा है, तो उसमें मौजूद रेडियो चुप हो जाएगा।
यदि रिसीवर कम से कम थोड़ा, लेकिन श्रव्य है, तो इसका मतलब है कि एक सौ प्रतिशत स्क्रीनिंग हासिल नहीं की जा सकती है, और प्रवाहकीय परत में अंतराल की तलाश की जानी चाहिए।
स्व-इकट्ठे कैमरे और मोबाइल फोन के परीक्षण के लिए उपयुक्त। एक बार अंदर जाने के बाद, यह बेस स्टेशनों से सिग्नल प्राप्त करना बंद कर देगा, यानी जब आप इसे कॉल करेंगे, तो आपको मोबाइल ऑपरेटर के स्वचालित मुखबिर से संबंधित संदेश सुनाई देगा।
इसी तरह के लेख:
