法拉第笼的应用
发表日期:02月10 2019 文章编辑:原创 浏览次数:2364次
在雷电防护中,有一种措施为“法拉第笼”。那么究竟什么是法拉第笼呢?钧和电子为您做详细介绍。
一、法拉第笼的由来
英国物理学家、电磁学奠基人迈克尔•法拉第于1836年发现带电导体上的过剩电荷只存在于其金属表面,不会对封闭体内部的物体产生任何影响。为了证实这个论点,他搭建了一个由金属外壳构成的房间,并电击房间外壳,验电器显示,房间内部没有出现多余的电荷,房间的金属外壳对其内部起到了保护作用。因此将金属或良性导体构成的笼子以该物理学家的姓氏命名为“法拉第笼”。
二、法拉第笼的原理
根据导体静电平衡的条件,法拉第笼的笼体是一个等电位体,内部电势差为零,且与大地连通,当电流流过笼体时,能够有效地将电流泄放入地,隔绝笼体外的电场和电磁波干扰,起到“静电屏蔽”的作用,因此置于其内部的设备和人是非常安全的,这就是“法拉第笼”的原理。
三、法拉第笼的应用
“法拉第笼”原理已被广泛应用,主要有:
1.高压带电作业防护服
高压带电作业防护服由金属丝制成的,当接触高压线时,就形成了等电位,使得作业人员的身体没有电流通过,起到了很好的保护作用,可称之为“铁布衫”。
2.汽车
雷雨天气行驶的汽车不幸被雷击中后,依然能够安然无恙地继续行驶。其原因是,汽车车体由金属构成,类似于“法拉第笼”,形成等电位连接,电流通过车体和雨水泄放入地,车体内部的驾驶员和乘客不会受到雷击的影响。
著名汽车节目《TopGear》曾经做过雷击汽车的实验:用60万伏的高压电击汽车,实验显示,在受到高压电击之后,车辆只有仪表盘的指示灯受到了影响,其他各种仪器正常,车体也完全没有受到任何伤害,坐在车内的主持人更是安然无恙,真可谓是防雷的“金钟罩”。
钧和电子提醒,为了安全起见,雷雨天气最好不要开车出门。若在行驶过程中遇到雷雨天气,要把车停在路边安全的位置,远离大树、广告牌,关闭引擎、收音机、车门及车窗等,切忌触碰方向盘、门把手、换挡杆等,双手静置在大腿上,等雷雨天气过后再继续行驶。一旦车体遭受雷击,不要贸然下车检查,应在车内静候雷雨天气过后再下车。
3.飞机
根据统计,飞机每行驶十几万公里后就会遭受一次雷击,但是不会带来灾难性的后果。这是因为飞机外壳为金属材料,具有“法拉第笼”效应,对雷击具有良好的屏蔽效果,飞机遭受雷击时,内部的人员和设备相对比较安全。
4.建(构)筑物
高大的建(构)筑物容易遭受雷击,根据防雷技术规范,利用法拉第笼的原理建立笼式避雷网,能够有效降低雷击风险,确保人身和财产安全。典型代表有国家鸟巢体育场,其主体钢结构中的钢构件以及钢筋混凝土中的钢筋,通过焊接方式进行有效连接,形成巨大的避雷网-接闪装置,能够将雷电迅速泄放入地,从而保证了内部设备及观众的安全。
综上,“法拉第笼”是一项有效的防雷措施,并被广泛应用在各行各业。关于此项问题,请随时拨打电话15943048260进行咨询。
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