Sprzęt elektryczny i elektroniczny jest podatny na zakłócenia elektromagnetyczne (EMI), które mogą powodować awarie i wpływać na wydajność. Klatka elektromagnetyczna lub klatka Faradaya jest metalową obudową zaprojektowaną w celu ochrony wrażliwych urządzeń przed EMI. Klatka faradaya chroni zamkniętą przestrzeń przed zewnętrznymi polami elektromagnetycznymi, które mogą zakłócić sygnał między urządzeniami. Działa ona na zasadzie wykorzystania wielu warstw materiału przewodzącego w celu zmniejszenia pól elektrycznych wewnątrz niej, tak aby zapobiec zakłóceniom sygnału. Dowiedzmy się więcej o zakłóceniach elektromagnetycznych, klatkach Faradaya i ich zastosowaniach w tym artykule.
Co to są zakłócenia elektromagnetyczne?
Zakłócenia elektromagnetyczne (EMI) to zaburzenia spowodowane przez zewnętrzne źródło energii elektromagnetycznej, które zakłócają, pogarszają lub w inny sposób negatywnie wpływają na działanie sprzętu. EMI jest generowane przez zewnętrzne źródła energii elektromagnetycznej lub jest generowane samoczynnie (zwane również "emisją elektromagnetyczną").
Zakłócenia mogą być spowodowane przez linie energetyczne, komunikację bezprzewodową, urządzenia wysokiego napięcia, rozbłyski słoneczne i inne. Zakłócenia elektromagnetyczne są problemem dla wielu branż od początku istnienia transmisji elektrycznej. EMI może powodować przerwy w dostawie prądu, zakłócać komunikację i uszkadzać sprzęt. Gdy urządzenie zostanie uszkodzone przez EMI, często bardzo trudno jest je naprawić lub wymienić.
Jak klatka faradaya chroni urządzenia elektroniczne?
Klatka Faradaya jest rodzajem elektromagnetycznie ekranowanej obudowy, która blokuje zewnętrzną energię elektromagnetyczną przed wejściem lub wyjściem. Dzięki materiałowi przewodzącemu, osłania również przed zewnętrzną elektrycznością statyczną. Osiąga się to poprzez zastosowanie wielu warstw materiałów przewodzących, takich jak siatka metalowa, miedź, aluminium lub stal.
Klatka faradaya może być zbudowana wewnątrz pomieszczenia, pudełka lub poprzez pokrycie urządzenia materiałem przewodzącym. Jej nazwa pochodzi od nazwiska brytyjskiego naukowca Michaela Faradaya, który odkrył indukcję elektromagnetyczną. Klatka Faradaya ma wiele różnych zastosowań, w tym ochronę urządzeń elektronicznych przed zakłóceniami elektromagnetycznymi i ekranowanie wrażliwego sprzętu przed zewnętrznymi polami elektromagnetycznymi.
Rodzaje klatek Faradaya
Klatka jednowarstwowa: Klatka wykonana z pojedynczego materiału przewodzącego, zwykle metalu, w celu zablokowania określonej częstotliwości promieniowania elektromagnetycznego. Jest to najbardziej podstawowy typ klatki.
- Klatka dwuwarstwowa: Klatka zewnętrzna zawierająca klatkę wewnętrzną wykonaną z materiału przewodzącego o wysokiej przepuszczalności. Ten typ klatki jest powszechnie stosowany do blokowania fal EM o wysokiej częstotliwości.
- Klatka wielowarstwowa: Kombinacja klatek jedno- i dwuwarstwowych, które są zestawione razem, tworząc wielowarstwową obudowę przewodzącą. Są one powszechnie stosowane w środowiskach EM o wysokiej intensywności.
- Klatka samodzielna: Klatka, która jest całkowicie zamknięta i posiada własne źródło zasilania. Ten typ klatki jest powszechnie stosowany jako klatka Faradaya w sytuacjach awaryjnych.
Zastosowania klatek Faradaya
Ponieważ są one wykonane z materiału przewodzącego, klatki Faradaya mogą być używane do ochrony elektroniki przed zewnętrznymi zakłóceniami. EMI często zakłóca sieci komputerowe, zakłóca komunikację w telefonach komórkowych i powoduje przerwy w sieciach elektrycznych. Aby chronić wrażliwy sprzęt przed tymi zagrożeniami, firma może zastosować klatkę Faradaya. Na przykład, można użyć klatki Faradaya do ochrony komputera przed zakłóceniami elektromagnetycznymi podczas burzy elektrycznej.
Można również użyć klatki Faradaya do osłony komputera przed zakłóceniami elektromagnetycznymi pochodzącymi z pobliskiej linii elektrycznej wysokiego napięcia. Klatek Faradaya można używać także do innych zastosowań, takich jak blokowanie promieniowania elektromagnetycznego z pobliskich urządzeń elektronicznych i ochrona komputera przed wyładowaniami elektrostatycznymi (ESD).
