19వ శతాబ్దానికి చెందిన తెలివైన శాస్త్రవేత్త మరియు ఆవిష్కర్త మైఖేల్ ఫెరడే విద్యుత్, విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రం మరియు సంబంధిత భౌతిక దృగ్విషయాలతో చురుకుగా పని చేయడం కోసం ప్రసిద్ది చెందారు. ఫెరడే పంజరం అని పిలువబడే రక్షిత నిర్మాణం అత్యంత ముఖ్యమైన ఆవిష్కరణలలో ఒకటి. ఇది ఏమిటో మరియు ఆవిష్కరణ ఏ ఆచరణాత్మక విలువను సూచిస్తుందో మనం క్రింద అర్థం చేసుకుంటాము.
విషయము
ఫెరడే కేజ్ అంటే ఏమిటి
ఫెరడే కేజ్ అనేది అత్యంత వాహక లోహంతో చేసిన గోడలతో కూడిన పెట్టె. డిజైన్ బాహ్య విద్యుత్ కనెక్షన్ అవసరం లేదు, కానీ, ఒక నియమం వలె, గ్రౌన్దేడ్. సెల్ యొక్క భౌతిక ప్రభావం బాహ్య కారకం యొక్క ప్రభావంతో వ్యక్తమవుతుంది, ఇది విద్యుదయస్కాంత వికిరణం.
షీల్డింగ్ ప్రభావాన్ని ప్రదర్శించే మొదటి నిర్మాణాలు సాధారణ సెల్ లాగా కనిపించాయి, ఇది ఈ దృగ్విషయానికి పేరు పెట్టింది.వాస్తవానికి, "బాక్స్" యొక్క వైర్ లేదా చిల్లులు గల గోడలు పరిమిత స్థలంలో ఉన్న వస్తువులు లేదా పరికరాల దృశ్య నియంత్రణ కోసం సౌకర్యవంతంగా ఉంటాయి, కానీ వాటిని సులభంగా ఘనమైన వాటితో భర్తీ చేయవచ్చు. ప్రధాన విషయం ఏమిటంటే పదార్థం వాహకమైనది.
ఆపరేటింగ్ సూత్రం
ఫెరడే పంజరం యొక్క చర్య కండక్టర్లోకి ప్రవేశించినప్పుడు ఛార్జ్ దాని ఉపరితలంపై పంపిణీ చేయబడుతుంది, అయితే లోపల తటస్థంగా ఉంటుంది. వాస్తవానికి, మొత్తం సెల్, ఒక వాహక పదార్థాన్ని కలిగి ఉంటుంది, ఇది ఒకే కండక్టర్, దీని "చివరలు" వ్యతిరేక ఛార్జ్ని పొందుతాయి. ఫలితంగా విద్యుత్ ప్రవాహం బాహ్య ప్రభావాలను భర్తీ చేసే క్షేత్రాన్ని సృష్టిస్తుంది. అటువంటి నిర్మాణం యొక్క అంతర్గత భాగంలో విద్యుత్ క్షేత్ర బలం సున్నా.
ఆసక్తికరంగా, సెల్ లోపల ఫీల్డ్ ఉత్పత్తి చేయబడితే, ప్రభావం కూడా పని చేస్తుంది. అయితే, ఈ దృష్టాంతంలో, ఛార్జ్ గ్రిడ్ లేదా ఇతర వాహక విమానం యొక్క అంతర్గత ఉపరితలంపై పంపిణీ చేయబడుతుంది మరియు బయటకి చొచ్చుకుపోదు.
ఆంగ్ల పరిభాషలో, CF అనేది “ఫెరడే షీల్డ్”, అంటే “ఫెరడే షీల్డ్ / స్క్రీన్” లాగా ఉంటుంది. ఈ భావన పరికరం యొక్క సారాంశాన్ని బాగా తెలియజేస్తుంది, ఇది ఒక కవచం లేదా రక్షిత స్క్రీన్ వలె, దాని కంటెంట్లను ప్రభావితం చేసే కిరణాలను ప్రతిబింబిస్తుంది.
షీల్డింగ్ ప్రభావం ప్రత్యామ్నాయ అయస్కాంత క్షేత్రంపై మాత్రమే పనిచేస్తుందని గుర్తుంచుకోవాలి. ఇది స్థిరమైన లేదా కొద్దిగా వేరియబుల్ అయస్కాంత ప్రభావంతో జోక్యం చేసుకోదు, ఉదాహరణకు, భూమి యొక్క సహజ అయస్కాంత సంభావ్యత.
ఫెరడే చాంబర్ అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ రేడియేషన్ను ప్రతిబింబిస్తుందో లేదో తెలుసుకోవడానికి, గ్రిడ్ కణాల పరిమాణాన్ని (వాహక భాగాన్ని పంజరం రూపంలో తయారు చేస్తే) మరియు నటన తరంగ తరంగదైర్ఘ్యం తెలుసుకోవడం సరిపోతుంది.రెండవ విలువ మొదటిదాని కంటే ఎక్కువగా ఉంటే నిర్మాణం ప్రభావవంతంగా ఉంటుంది.
CF ప్రభావం యొక్క అప్లికేషన్ యొక్క గోళాలు
ఫెరడే కనుగొన్న ప్రభావం శాస్త్రీయ అర్థాన్ని మాత్రమే కాకుండా, చాలా విస్తృతమైన ఆచరణాత్మక అనువర్తనం కూడా కలిగి ఉంది. ఫెరడే పంజరం యొక్క సరళమైన ఉదాహరణ రోజువారీ జీవితంలో చూడవచ్చు, ఇది దాదాపు ఏ వంటగదిలోనైనా ఉంటుంది - ఇది మైక్రోవేవ్ ఓవెన్. దాని శరీరం యొక్క ఐదు గోడలు చాలా మందపాటి స్టీల్ ప్లేట్లతో తయారు చేయబడ్డాయి మరియు డోర్ గ్లాస్ యొక్క రెండు పొరల మధ్య మెరుగైన దృశ్యమానత కోసం చిల్లులు కలిగిన లోహపు పొర ఉంటుంది.
RF క్యాబిన్
రేడియో-ఫ్రీక్వెన్సీ క్యాబిన్ అనేది విద్యుత్, అయస్కాంత మరియు రేడియో ఉద్గారాల ప్రభావాల నుండి వేరు చేయబడిన గది, సాధారణంగా ఒక చిన్న ప్రాంతం. దాని గోడలు, నేల మరియు పైకప్పు అత్యంత వాహక గ్రేటింగ్లతో అమర్చబడి ఉంటాయి, ఇవి మూసివేయబడిన కానీ కనిపించని పంజరాన్ని ఏర్పరుస్తాయి.
MRI గదులు
మాగ్నెటిక్ రెసొనెన్స్ డయాగ్నస్టిక్స్ కోసం మెడికల్ టోమోగ్రాఫ్ వంటి హై-ప్రెసిషన్ పరికరాలకు బాహ్య విద్యుదయస్కాంత తరంగాల నుండి జాగ్రత్తగా రక్షణ అవసరం. స్వల్పంగా బయటి ప్రభావం అధ్యయనం యొక్క ఫలితాన్ని ప్రభావితం చేస్తుంది, కాబట్టి MRI యూనిట్ ఉన్న గది పూర్తిగా కవచంగా ఉంటుంది.
ప్రయోగశాలలు
ప్రయోగశాల పరిశోధనలో, ఖచ్చితమైన ఫలితాలను పొందడానికి, అధునాతన పరికరాలను ఉపయోగించడం మాత్రమే కాకుండా, అయస్కాంత మరియు విద్యుత్ క్షేత్రాల వంటి బాహ్య కారకాల నుండి విశ్వసనీయంగా రక్షించడం కూడా ముఖ్యం.
ఇది నిర్దిష్ట మూలాల నుండి డైరెక్షనల్ రేడియేషన్ను మాత్రమే కాకుండా, వాతావరణంలో, ముఖ్యంగా జనాభా ఉన్న ప్రాంతాలలో మరియు వాటి పరిసరాల్లో నిరంతరం ఉండే విద్యుదయస్కాంత శబ్దాన్ని కూడా సూచిస్తుందని అర్థం చేసుకోవాలి.
CF ప్రభావంతో పరికరాల యొక్క అధిక-నాణ్యత షీల్డింగ్ కోసం, ప్రత్యేకమైన డిజైన్ లెక్కలు మరియు వృత్తిపరమైన సంస్థాపన అవసరం.
రక్షణ సూట్లు
విద్యుత్ షాక్ యొక్క అధిక సంభావ్యత ఉన్న ప్రాంతాల్లో పనిచేసే వ్యక్తుల కోసం, ప్రత్యేక సూట్లు అభివృద్ధి చేయబడ్డాయి. వాటి పై పొర మెటల్-కలిగిన బట్టతో తయారు చేయబడింది మరియు శరీరం నుండి ఇన్సులేటింగ్ పదార్థం ద్వారా వేరు చేయబడుతుంది. అవశేష స్టాటిక్ లేదా ఎలక్ట్రిక్ కరెంట్ సంభవించినప్పుడు, ఛార్జ్ కిట్ యొక్క బయటి షెల్ నుండి ప్రవహిస్తుంది.
అధిక-వోల్టేజ్ లైన్లతో పనిచేసేటప్పుడు రక్షణ దుస్తులు చాలా అవసరం. శక్తి తగ్గినప్పటికీ, అనేక కిలోమీటర్ల విద్యుత్ తీగల కారణంగా అవి ప్రమాదకరమైన స్థాయి స్టాటిక్ ఛార్జ్ని కలిగి ఉంటాయి.
వినోద ప్రపంచంలో
వేదికపై రంగురంగులలో ప్రదర్శించబడిన CF ప్రభావం చాలా అద్భుతమైనది. ఈ సందర్భంలో, సాధారణ పంజరం తరచుగా ఉపయోగించబడదు, కానీ ముతక మెష్తో చేసిన బరువులేని షెల్ లేదా సాధారణ దుస్తులను పోలి ఉండే ప్రత్యేకంగా రూపొందించిన సూట్ కూడా. ఈ సందర్భంలో, కరెంట్ సాధ్యమైనంత ప్రభావవంతంగా సరఫరా చేయబడుతుంది, ఉదాహరణకు, టెస్లా కాయిల్స్ లేదా ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ జనరేటర్ నుండి ఛార్జ్ సృష్టించే సారూప్య పరికరాలను ఉపయోగించడం.
మీ స్వంత చేతులతో ఫెరడే పంజరం తయారు చేయడం
రోజువారీ జీవితంలో, సున్నితమైన ఎలక్ట్రానిక్ "సగ్గుబియ్యం" లో ఆటంకాలు కలిగించే వివిధ తరంగాల చర్య నుండి గాడ్జెట్లను "దాచడానికి" ఇంట్లో తయారుచేసిన CF తయారీ అవసరం కావచ్చు.
అటువంటి రూపకల్పనకు ఉదాహరణ ప్లైవుడ్ బాక్స్ ఒక నిర్దిష్ట మార్గంలో పూర్తి చేయబడింది. ప్లైవుడ్ ఇన్సులేటింగ్ పొరగా పనిచేస్తుంది కాబట్టి, అది ఖచ్చితంగా శుభ్రంగా మరియు పొడిగా ఉండాలి. మీరు మీ స్వంత చేతులతో పెట్టెను సమీకరించవచ్చు లేదా సిద్ధంగా తీసుకోవచ్చు - ప్రధాన విషయం ఏమిటంటే అది గోర్లు లేదా ఇతర మెటల్ ఫాస్టెనర్లను ఉపయోగించకుండా సమీకరించబడుతుంది. అసెంబ్లీ అనేక దశల్లో నిర్వహించబడుతుంది:
- ప్లైవుడ్ గోడలు లేదా వాటి ఖాళీల పరిమాణం ప్రకారం ఆహార రేకు విభాగాలుగా విభజించబడింది.
- భవిష్యత్ పెట్టె యొక్క ఉపరితలాలు బయటి నుండి రేకుతో కత్తిరించబడతాయి. ఈ సందర్భంలో, దాని మెరిసే వైపు బాహ్యంగా మారాలి.
- గోడలు అంటుకునే టేప్తో లోపలి నుండి బిగించబడతాయి మరియు బాక్స్ దిగువన ఒక జత మౌస్ ప్యాడ్లు ఉంచబడతాయి.
- మూత యొక్క మూసి స్థానంలో, రేకు పొర స్వల్పంగా ఖాళీలు మరియు విరామాలు లేకుండా, నిరంతర షెల్ను ఏర్పరుస్తుందని జాగ్రత్తగా తనిఖీ చేయబడుతుంది.
రెండవ ఎంపిక ఏమిటంటే, డూ-ఇట్-మీరే మెటల్ ట్యాంక్ (పాన్, బాక్స్, బాక్స్ మొదలైనవి) ఫెరడే పంజరానికి ఆధారంగా పనిచేస్తుందని, దాని లోపల కార్డ్బోర్డ్, అదే ప్లైవుడ్ లేదా ఇతర పదార్థాలతో ఇన్సులేషన్ తయారు చేయబడుతుంది. ఈ డిజైన్ కోసం మూత యొక్క స్నగ్ ఫిట్ యొక్క పరిస్థితి పైన వివరించిన దాని కంటే తక్కువ ముఖ్యమైనది కాదు.
నేను గ్రౌండింగ్ చేయాల్సిన అవసరం ఉందా
CF గ్రౌండింగ్ అవసరంపై ఏకాభిప్రాయం లేదు. ఇది పెద్ద నిర్మాణాలను మరియు ముఖ్యంగా శక్తివంతమైన విద్యుత్ ఉత్సర్గ ద్వారా ప్రభావితం చేయగల వాటిని గ్రౌండ్ చేయడానికి తప్పనిసరి.
సేకరించిన బలమైన ఛార్జ్ గాలిని "ఛేదించి" సమీపంలోని వస్తువు లేదా వ్యక్తిని తాకినప్పుడు గ్రౌండింగ్, వాస్తవానికి, అత్యవసర పరిస్థితుల నుండి రక్షిస్తుంది.
ఇంట్లో తయారు చేసిన ఫెరడే కేజ్ని పరీక్షిస్తోంది
ఆచరణలో ఫెరడే పంజరం యొక్క సూత్రాన్ని పరీక్షించడానికి, కాంపాక్ట్ బ్యాటరీతో నడిచే రేడియోను ఉపయోగించడం చాలా సౌకర్యవంతంగా ఉంటుంది. ఇది గరిష్ట వాల్యూమ్లో ఆన్ చేయబడాలి మరియు అందుబాటులో ఉన్న అత్యంత శక్తివంతమైన FM ఛానెల్కు ట్యూన్ చేయాలి. సెల్ పనిచేస్తుంటే అందులోని రేడియో సైలెంట్ అవుతుంది.
రిసీవర్ కనీసం కొంచెం అయినా వినగలిగేలా ఉంటే, వంద శాతం స్క్రీనింగ్ సాధించలేకపోయిందని మరియు వాహక పొరలో ఖాళీలను వెతకాలి.
స్వీయ-సమీకరించిన కెమెరా మరియు మొబైల్ ఫోన్ను పరీక్షించడానికి అనుకూలం. ఒకసారి లోపలికి, అది బేస్ స్టేషన్ల నుండి సిగ్నల్స్ అందుకోవడం ఆపివేస్తుంది, అంటే, మీరు కాల్ చేసినప్పుడు, మొబైల్ ఆపరేటర్ యొక్క ఆటోమేటిక్ ఇన్ఫార్మర్ నుండి సంబంధిత సందేశాన్ని మీరు వింటారు.
ఇలాంటి కథనాలు:
