法拉第笼

法拉第笼或法拉第屏蔽是用于阻挡电磁场的外壳。法拉第屏蔽可以由导电材料的连续覆盖物形成，或者在法拉第笼的情况下，由这种材料的网状物形成。

法拉第笼以 1836 年发明它们的科学家迈克尔·法拉第 (Michael Faraday) 的名字命名。

法拉第笼之所以运作，是因为外部电场导致笼子导电材料内的电荷分布，从而抵消了笼子内部的场效应。这种现象通常用于保护敏感的电子设备（例如 RF 接收器）在测试或校准设备期间免受外部射频干扰 (RFI)。

它们还用于保护人员和设备免受雷击和静电放电等实际电流的伤害，因为封闭的笼子在封闭空间的外部传导电流，没有电流通过内部。

法拉第笼无法阻挡稳定或缓慢变化的磁场，例如地球磁场（指南针仍会在里面工作）。但在很大程度上，如果导体足够厚并且任何孔都明显小于辐射波长，则它们可以屏蔽内部免受外部电磁辐射。

例如，需要无电磁干扰环境的电子系统的某些计算机取证测试程序可以在屏蔽室内进行。这些房间是由一层或多层精细金属网或穿孔金属板完全封闭的空间。

金属层接地以消散外部或内部电磁场产生的任何电流，因此它们阻挡了大量的电磁干扰。另见电磁屏蔽。

它们对传出传输的衰减小于传入传输：它们可以非常有效地阻止来自自然现象的电磁脉冲 (EMP) 波，但是跟踪设备，尤其是高频跟踪设备，可能能够从笼子内穿透（例如，某些手机在各种无线电频率下工作，因此虽然一个频率可能不起作用，但另一个频率可以）。

法拉第笼内的天线接收或传输无线电波（电磁辐射的一种形式）会被笼子严重衰减或阻挡；然而，法拉xxx笼的衰减因波形、频率或与接收器/发射器的距离以及接收器/发射器功率而异。像 HF RFID 这样的近场、高功率频率传输更有可能穿透。与网状笼相比，实心笼通常在更宽的频率范围内衰减场。

1836 年，迈克尔·法拉第 (Michael Faraday) 观察到带电导体上的多余电荷仅存在于其外部，对其内部的任何东西都没有影响。

为了证明这一事实，他建造了一个涂有金属箔的房间，并让静电发生器的高压放电击中房间的外部。他用验电器显示房间墙壁内侧没有电荷。

尽管这种笼状效应归因于迈克尔·法拉第 (Michael Faraday) 于 1843 年进行的著名冰桶实验，但本杰明·富兰克林 (Benjamin Franklin) 于 1755 年通过带电金属中的开口降低悬挂在丝线上的不带电软木球来观察到这种效应。

用他的话说，软木塞并没有像在外面那样被吸引到罐子的内部，虽然它接触到底部，但当它被拉出来时，并没有发现它被那次接触带电（充电），因为本来可以通过触摸外部来实现的。

富兰克林发现了我们现在称为法拉第笼或盾牌的行为。

连续的法拉第屏蔽是空心导体。外部或内部施加的电磁场对导体内的电荷载体（通常是电子）产生力；由于静电感应，电荷会相应地重新分配。

重新分布的电荷极大地降低了表面内的电压，其程度取决于电容；但是，不会发生完全取消。

如果在未接地的法拉第屏蔽内放置电荷而不接触壁（让我们将此电荷量表示为 +Q），则屏蔽的内表面会带上 -Q，导致场线起源于电荷并延伸 在金属的内表面内部充电。该内部空间中的场线路径（到端点负电荷）取决于内部安全壳壁的形状。