法拉第籠的原理基於靜電場的作用,在金屬體表面產生壹個等值反向、具有相同大小的電荷,並能將電荷從表面引走。
法拉第籠的應用:
1.高壓帶電作業防護服
高壓帶電作業防護服由金屬絲制成的,當接觸高壓線時,就形成了等電位,使得作業人員的身體沒有電流通過,起到了很好的保護作用,可稱之為“鐵布衫”。
2.汽車
雷雨天氣行駛的汽車不幸被雷擊中後,依然能夠安然無恙地繼續行駛。其原因是,汽車車體由金屬構成,類似於“法拉第籠”,形成等電位連接,電流通過車體和雨水泄放入地,車體內部的駕駛員和乘客不會受到雷擊的影響。
著名汽車節目《TopGear》曾經做過雷擊汽車的實驗:用60萬伏的高壓電擊汽車,實驗顯示,在受到高壓電擊之後,車輛只有儀表盤的指示燈受到了影響,其他各種儀器正常,車體也完全沒有受到任何傷害,坐在車內的主持人更是安然無恙,真可謂是防雷的“金鐘罩”。
鈞和電子提醒,為了安全起見,雷雨天氣最好不要開車出門。若在行駛過程中遇到雷雨天氣,要把車停在路邊安全的位置,遠離大樹、廣告牌,關閉引擎、收音機、車門及車窗等,切忌觸碰方向盤、門把手、換擋桿等,雙手靜置在大腿上,等雷雨天氣過後再繼續行駛。
3.飛機
根據統計,飛機每行駛十幾萬公裏後就會遭受壹次雷擊,但是不會帶來災難性的後果。這是因為飛機外殼為金屬材料,具有“法拉第籠”效應,對雷擊具有良好的屏蔽效果,飛機遭受雷擊時,內部的人員和設備相對比較安全。
4.建(構)築物
高大的建(構)築物容易遭受雷擊,根據防雷技術規範,利用法拉第籠的原理建立籠式避雷網,能夠有效降低雷擊風險,確保人身和財產安全。
典型代表有國家鳥巢體育場,其主體鋼結構中的鋼構件以及鋼筋混凝土中的鋼筋,通過焊接方式進行有效連接,形成巨大的避雷網-接閃裝置,能夠將雷電迅速泄放入地,從而保證了內部設備及觀眾的安全。