法拉第笼英文解释翻译、法拉第笼的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【电】 Faraday cage

分词翻译：

法拉第的英语翻译：

Faraday
【电】 farad

笼的英语翻译：

basket; cage; coop; cover; hutch; steamer
【化】 cage

专业解析

法拉第笼（Faraday Cage）的汉英词典释义

中文术语：法拉第笼

英文术语：Faraday Cage

定义：一种由导电材料（如金属网或金属板）构成的封闭结构，用于屏蔽外部静电场和电磁辐射对内部空间的影响。其原理基于电磁学中的静电屏蔽效应，由英国科学家迈克尔·法拉第（Michael Faraday）于1836年首次提出并验证。

核心原理与特性

静电屏蔽
当外部电场作用于法拉第笼时，导体表面的自由电荷重新分布，形成反向电场，抵消外部电场对内部的影响。此现象符合高斯定律（Gauss's Law）：

$$ ointS mathbf{E} cdot dmathbf{A} = frac{Q{text{enc}}}{varepsilon0} $$

其中 ( Q{text{enc}} ) 为封闭曲面内的净电荷，( varepsilon_0 ) 为真空介电常数。
电磁波屏蔽
对高频电磁波（如无线电波、微波），笼体表面的电荷随交变电场运动产生涡电流，反射或吸收电磁能量。屏蔽效能取决于导体材料的电导率、笼体孔径与波长关系（孔径需远小于波长）。
关键条件
- 连续性：导体表面必须完整闭合，缝隙会导致屏蔽失效。
- 接地：对静电场屏蔽非必需，但接地可泄放累积电荷，增强安全性。

典型应用场景

电子设备防护：屏蔽微波炉门网（防辐射泄漏）、电子实验室防电磁干扰（EMI）。
高压作业：电力工人穿戴金属丝防护服（等效法拉第笼），避免触电。
保密设施：防电磁窃听的安全会议室（阻断信号传输）。
科研实验：精密仪器屏蔽环境电磁噪声（如量子计算设备）。

权威参考文献

法拉第原始实验
迈克尔·法拉第在《电学实验研究》（Experimental Researches in Electricity, 1839）中首次描述金属笼屏蔽现象（第7卷）。

来源：法拉第著作原稿（大英图书馆存档）
电磁理论奠基
詹姆斯·麦克斯韦在《电磁通论》（A Treatise on Electricity and Magnetism, 1873）中通过方程组量化解释屏蔽机制（第III章）。

来源：麦克斯韦出版文集（剑桥大学出版社）
现代工程标准
IEEE Std 299.1《电磁屏蔽效能测量标准》（IEEE, 2013）规定了法拉第笼性能测试方法。

来源：IEEE Xplore数字图书馆
经典教材佐证
《电磁学导论》（David J. Griffiths, 第4版）第2章详述导体静电平衡与屏蔽原理。

来源：Pearson Education出版

术语辨析

误用提示：法拉第笼 ≠ 法拉第电磁感应定律（后者描述磁通量变化生电）。
关联术语：电磁兼容性（EMC）、趋肤效应（Skin Effect）、电磁脉冲防护（EMP Shielding）。

网络扩展解释

法拉第笼是一种基于静电屏蔽和电磁屏蔽原理的金属导体结构，主要用于隔离外部电场或电磁波的干扰。以下从多个维度进行解释：

1.基本定义与结构

法拉第笼由金属或良导体材料制成，可以是封闭的金属腔体或网格状结构。其核心组件包括笼体、高压电源、显示器及控制器。例如，电梯轿厢关闭后形成的金属封闭环境即类似法拉第笼。

2.工作原理

静电屏蔽：当外部电场作用于笼体时，导体表面的自由电子会重新分布，形成反向电场，使笼体内部电场趋近于零。此时，内部物体不受外部电场影响。
电磁屏蔽：对于高频电磁波（如手机信号），金属结构通过反射和吸收作用削弱其传播，导致信号衰减。

3.关键特性

等电势性：笼体内部电位差为零，电荷仅分布在导体表面。
安全性：即使笼体带有高压电，内部仍保持安全，例如人在笼内触摸带电笼壁不会触电。

4.实际应用

高压电作业：演示等电位操作的安全性。
电磁防护：保护电子设备（如服务器、通信设施）免受电磁脉冲干扰。
日常生活：电梯屏蔽手机信号、汽车防雷击等。

5.局限性

屏蔽效果与导体材料、结构完整性相关。金属网孔过大会降低高频电磁波屏蔽性能，对低频磁场（如50Hz工频磁场）的屏蔽效果较弱。

如需进一步了解技术细节或历史背景，可参考维库电子通或通信百科等来源。