法拉第笼
法拉第笼（Faraday Cage）又称为金属屏蔽网，是一个由金属或者良导体形成的笼子，由电磁学的奠基人、英国物理学家迈克尔·法拉第发明，并以他的姓氏命名，是主要用于演示等电势、静电屏蔽和高压带电作业原理的一种设备1。
法拉第笼是由笼体、高压电源、电压显示器和控制部分组成，其笼体与大地连通，高压电源通过限流电阻将10万伏直流高压输送给放电杆，当放电杆尖端距笼体10厘米时，出现放电火花，根据接地导体静电平衡的条件，笼体是一个等位体，内部电势差为零，电场为零，电荷分布在接近放电杆的外表面上。
基本信息
- 中文名
法拉第笼
- 外文名
Faraday Cage
- 意为
由金属或者良导体形成的笼子
- 类型
等位体
- 发明人
迈克尔·法拉第
- 功 能
防止电磁场进入或逃脱的金属外壳
发展历程
背景介绍
1836年，法拉第发现带电导体上的过剩电荷只存在于其表面上，并且不会对封闭在其内部的任何物体产生影响。为了证明这一事实，他建造了一个金属箔外壳的房间，并通过静电发生装置用高压电去电击房间的外壳。验电器显示，在房间内没有出现多余的电荷。房间的金属外壳对它的内部起到了“保护”作用，使它完全不受外部电场变化的影响。这就是法拉第笼效应。
利用这一原理，高压带电操作员的防护服就是用金属丝制成的，当接触高压线时，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。
结构参数
法拉第笼（Faraday cage）是防止电磁场（EM field）进入或逃脱的金属外壳。一个理想的法拉第笼由一个未破损的、完美的导电层组成。在实际中这种理想状态是不能达到的，但是能够通过使用细网的铜筛来达到。为了达到最佳性能，法拉第笼应直接接地2。
法拉第笼（Faraday cage）在必须阻止漂移的电磁场进入的电子实验室里应用。这在敏感的无线接收设备的测试中非常重要。另外，法拉第笼可以防止由电脑显示器阴极射线管（CRT）发出的电磁场的逃脱。这些场能够被中途截取并破译，这样黑客在不需要信号线、电缆和摄像设备的情况下就可以远程实时地看到屏幕上的数据。这种行为被称为屏幕辐射窃密（van Eck phreaking），它也能被政府官员用于查看罪犯和某些犯罪嫌疑人的计算机使用活动。
功能用途
主要用途
雷电电磁过电压防护
雷电电磁过电压防护， 由上节可知，法拉第笼的基本作用之一就是屏蔽作用，既能屏蔽磁场，也能屏蔽电磁场。对于雷电流，由于电流很大，在法拉第笼的屏蔽层感应很大的雷电流，这时法拉第笼还可起分流和均流的作用，并利用其屏蔽金属的对称性，削弱电磁脉冲的干扰。因此，作为防雷设备，法拉第笼可用于雷电电磁脉冲过电压的防护。
代替避雷针作直击雷防护
用法拉第笼做避雷针防直击雷的可能性问题，已为我国电力行业长期运行实践证明是行之有效的。早在1956年，我国电力行业标准《3～220 kV系统电气设备过电压保护导则》就规定：金属结构屋顶的直击雷保护，将金属屋顶接地即可，无须再安装避雷针(屋顶上有其他设备时的避雷针保护除外)。现在高层建筑物的金属屋顶防直击雷的应用，就是电力行业应用的推广技术。
法拉第笼防雷作用的局限性
法拉第笼的防雷作用是很大的。但是，雷电流进入接地装置所引起的地电位升高的反击过电压(IR)对设备和人身的危害，法拉第笼就无法进行防护。从这个意义上说，法拉第笼的防雷作用对高压输电线路的防雷几乎毫无作用。这是因为高压输电线路防雷技术的基本原理是建立在雷电流进入接地装置时所引起的地电位升高的反击过电压的防护基础之上的。