法拉第籠

導(dǎo)體的外殼對(duì)它的內(nèi)部起到“保護(hù)”作用，使它的內(nèi)部不受外部電場(chǎng)的影響，這種現(xiàn)象稱為靜電屏蔽。

在工程技術(shù)中，如果需要屏蔽的區(qū)域較大，還可采用金屬屏蔽網(wǎng),也有良好的屏蔽效果。在電子儀器中，為了免受靜電干擾，常利用接地的儀器金屬外殼作屏蔽裝置。電測(cè)量?jī)x器中的某些聯(lián)接線的導(dǎo)線絕緣外面包有一層金屬絲網(wǎng)做為屏蔽。某些用途的電源變壓器中，常在初級(jí)繞組與次級(jí)繞組之間放置一不閉合的金屬薄片作為屏蔽裝置。

法拉第籠的演示說(shuō)明了高壓作業(yè)人員帶電工作的原理。高壓帶電操作員的防護(hù)服是用金屬絲制成的，當(dāng)接觸高壓線時(shí)，形成了等電位，使得作業(yè)人員的身體沒(méi)有電流通過(guò)，起到了很好的保護(hù)作用。如汽車就是一個(gè)法拉第籠，由于汽車外殼是個(gè)大金屬殼，形成了一個(gè)等位體，當(dāng)駕駛員在雷雨天行駛時(shí)，車?yán)锏娜瞬挥脫?dān)心遭到雷擊。

法拉第籠的演示還說(shuō)明了外殼接地的法拉第籠可有效地隔絕籠體內(nèi)外電磁波干擾從而起到靜電屏蔽作用。運(yùn)用這個(gè)原理，科學(xué)技術(shù)人員將許多精密儀器設(shè)備的金屬外殼接地，有效地避免了不必要的電磁干擾以及雷電襲擊。20世紀(jì)50年代建筑物的避雷網(wǎng)就是采用了法拉第籠體系，將建筑物四面用金屬接地，形成一個(gè)等位體以防備雷擊。但其靜電屏蔽作用有時(shí)也會(huì)帶來(lái)麻煩，如果電梯內(nèi)沒(méi)有中繼器的話，當(dāng)電梯關(guān)上的時(shí)候，手機(jī)信號(hào)會(huì)很不好，這就是電梯的屏蔽作用造成的。

需要說(shuō)明的是，即使住在法拉第籠子里，也不能完全避免電磁輻射。法拉第籠不能屏蔽靜電和低速變化的磁場(chǎng)，比如地磁，在法拉第籠里，指南針照樣能工作，人類不可能完全避免電磁輻射。

法拉第籠（Faraday cage）是防止電磁場(chǎng)（EM field）進(jìn)入或逃脫的金屬外殼。一個(gè)理想的法拉第籠由一個(gè)未破損的、完美的導(dǎo)電層組成。在實(shí)際中這種理想狀態(tài)是不能達(dá)到的，但是能夠通過(guò)使用細(xì)網(wǎng)的銅篩來(lái)達(dá)到。為了達(dá)到最佳性能，法拉第籠應(yīng)直接接地。

法拉第籠（Faraday cage）在必須阻止漂移的電磁場(chǎng)進(jìn)入的電子實(shí)驗(yàn)室里應(yīng)用。這在敏感的無(wú)線接收設(shè)備的測(cè)試中非常重要。另外，法拉第籠可以防止由電腦顯示器陰極射線管（CRT）發(fā)出的電磁場(chǎng)的逃脫。這些場(chǎng)能夠被中途截取并破譯，這樣黑客在不需要信號(hào)線、電纜和攝像設(shè)備的情況下就可以遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)地看到屏幕上的數(shù)據(jù)。這種行為被稱為屏幕輻射竊密（van Eck phreaking），它也能被政府官員用于查看罪犯和某些犯罪嫌疑人的計(jì)算機(jī)使用活動(dòng)。

表演時(shí)先請(qǐng)幾位觀眾進(jìn)入籠體后關(guān)閉籠門，操作員接通電源，用放電桿進(jìn)行放電演示。這時(shí)即使籠內(nèi)人員將手貼在籠壁上，使放電桿向手指放電，籠內(nèi)人員不僅不會(huì)觸電，而且還可以體驗(yàn)電子風(fēng)的清涼感覺(jué)。這是因?yàn)槿梭w觸電的原因是身體的不同部位存在電位差，強(qiáng)電流通過(guò)身體，此時(shí)手指雖然接近放電火花，但放電電流是通過(guò) 手指前方的金屬網(wǎng)傳入大地，身體并不存在電位差，沒(méi)有電流通過(guò)，所以沒(méi)有觸電的感覺(jué)。

高壓帶電作業(yè)操作員的防護(hù)服就是用金屬絲制成，接觸高壓線時(shí)形成等電位，人體不通過(guò)電流，起到保護(hù)作用。外殼接地的法拉第籠可以有效地隔絕籠體內(nèi)外的電場(chǎng)和電磁波干擾，這叫做“靜電屏蔽”。許多儀器設(shè)備采用接地的金屬外殼可有效地避免殼體內(nèi)外電場(chǎng)的干擾。由于法拉第籠的電磁屏蔽原理，所以在汽車中的人是不會(huì)被雷擊中的，而且在同軸電纜也可以不受干擾的傳播訊號(hào)。

美國(guó)紐約當(dāng)?shù)貢r(shí)間2012年10月8日上午，魔術(shù)師大衛(wèi)·布萊恩成功完成為期72小時(shí)的高壓電擊表演，其利用的就是法拉第籠的原理。 （大衛(wèi)·布萊恩穿著27磅(12.2千克)重的金屬盔甲挑戰(zhàn)72小時(shí)百萬(wàn)伏特電擊）

雷電電池過(guò)電壓防護(hù)

雷電電磁過(guò)電壓防護(hù)， 由上節(jié)可知，法拉第籠的基本作用之一就是屏蔽作用，既能屏蔽磁場(chǎng)，也能屏蔽電磁場(chǎng)。對(duì)于雷電流，由于電流很大，在法拉第籠的屏蔽層感應(yīng)很大的雷電流，這時(shí)法拉第籠還可起分流和均流的作用，并利用其屏蔽金屬的對(duì)稱性，削弱電磁脈沖的干擾。因此，作為防雷設(shè)備，法拉第籠可用于雷電電磁脈沖過(guò)電壓的防護(hù)。

代替避雷針作直擊雷防護(hù)

用法拉第籠做避雷針?lè)乐睋衾椎目赡苄詥?wèn)題，已為我國(guó)電力行業(yè)長(zhǎng)期運(yùn)行實(shí)踐證明是行之有效的。早在1956年，我國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《3～220 kV系統(tǒng)電氣設(shè)備過(guò)電壓保護(hù)導(dǎo)則》就規(guī)定：金屬結(jié)構(gòu)屋頂?shù)闹睋衾妆Ｗo(hù)，將金屬屋頂接地即可，無(wú)須再安裝避雷針(屋頂上有其他設(shè)備時(shí)的避雷針保護(hù)除外)。現(xiàn)在高層建筑物的金屬屋頂防直擊雷的應(yīng)用，就是電力行業(yè)應(yīng)用的推廣技術(shù)。

法拉第籠防雷作用的局限性

法拉第籠的防雷作用是很大的。但是，雷電流進(jìn)入接地裝置所引起的地電位升高的反擊過(guò)電壓(IR)對(duì)設(shè)備和人身的危害，法拉第籠就無(wú)法進(jìn)行防護(hù)。從這個(gè)意義上說(shuō)，法拉第籠的防雷作用對(duì)高壓輸電線路的防雷幾乎毫無(wú)作用。這是因?yàn)楦邏狠旊娋€路防雷技術(shù)的基本原理是建立在雷電流進(jìn)入接地裝置時(shí)所引起的地電位升高的反擊過(guò)電壓的防護(hù)基礎(chǔ)之上的 。2100433B

在物理學(xué)和化學(xué)，尤其在電化學(xué)中法拉第常數(shù)是一個(gè)重要的常數(shù)。它是一個(gè)基本常數(shù)，其值只隨其單位變化。在電解、電鍍、燃料電池和電池等涉及到物質(zhì)與它們的電荷的工藝中法拉第常數(shù)都是一個(gè)非常重要的常數(shù)。因此它也是一個(gè)非常重要的技術(shù)常數(shù)。

在計(jì)算每摩爾物質(zhì)的能量變化時(shí)也需要法拉第常數(shù)，一個(gè)例子是計(jì)算一摩爾電子在電壓變化時(shí)獲得或者釋放出的能量。在實(shí)際應(yīng)用中法拉第常數(shù)用來(lái)計(jì)算一般的反應(yīng)系數(shù)，比如將電壓演算為自由能。

它又分為兩個(gè)子定律，即法拉第第一定律和法拉第第二定律。

法拉第定律第一定律

第一定律即為在電極界面上發(fā)生化學(xué)變化物質(zhì)的質(zhì)量與通入的電量成正比。

法拉第第一定律法拉第的研究表明，對(duì)單個(gè)電解池而言，在電解過(guò)程中，陰極上還原物質(zhì)析出的量與所通過(guò)的電流強(qiáng)度和通電時(shí)間成正比。當(dāng)我們討論的是金屬的電沉積時(shí)，用公式可以表示為：

M=KQ=KIt

式中，M—析出金屬的質(zhì)量；K—比例常數(shù)（電化當(dāng)量）；Q—通過(guò)的電量；I—電流強(qiáng)度；t—通電時(shí)間。

法拉第定律第二定律

第二定律即為通電于若干個(gè)電解池串聯(lián)的線路中，當(dāng)所取的基本粒子的荷電數(shù)相同時(shí)，在各個(gè)電極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)，其物質(zhì)的量相同，析出物質(zhì)的質(zhì)量與其摩爾質(zhì)量成正比。

物質(zhì)的電化當(dāng)量k跟它的化學(xué)當(dāng)量成正比，所謂化學(xué)當(dāng)量是指該物質(zhì)的摩爾質(zhì)量M跟它的化合價(jià)的比值，單位kg/mol。第二定律數(shù)學(xué)表達(dá)式：k=M/Fn。

式中，n指的是化合物中正或負(fù)化合價(jià)總數(shù)的絕對(duì)值；F為法拉第恒量，數(shù)值為F=9.65×10000C/mol，它是阿伏伽德羅數(shù)N_A=6.02214×10²³mol^-1與元電荷e=1.602176·10^-19 C的積，又稱法拉第常數(shù)。

LED燈籠串是燈籠的另一種表現(xiàn)形式，將一個(gè)個(gè)燈籠串連起來(lái)作為亮化的燈具顯得更加的喜慶！