
【电】 Faraday shield
Faraday
【电】 farad
protective screen; wall
【医】 barrier
法拉第屏障 (Faraday Barrier)
中文术语: 法拉第屏障
英文术语: Faraday Barrier / Faraday Shield
法拉第屏障是一种基于电磁感应原理的屏蔽结构,用于阻隔外部静电场或低频电磁场对内部空间的干扰。其核心原理是法拉第笼效应(Faraday Cage Effect):当导体材料形成闭合或近似闭合的壳体时,外部电场会在导体表面重新分布电荷,使内部电场强度趋近于零,从而实现电磁屏蔽。
电磁隔离
阻断外部静电场、低频电磁波(如无线电频段干扰),保护内部电子设备免受电磁脉冲(EMP)或雷电影响。
来源:《电磁屏蔽原理与应用》(张德昌,科学出版社,2018)第4章。
静电防护
在实验室或工业场景中,防止静电积累对精密仪器(如半导体制造设备)的损害。
来源:IEEE标准《静电放电控制指南》(IEEE Std 1814-2022)。
$$
SE{text{dB}} = 20 log{10} left( frac{E{text{ext}}}{E{text{int}}} right)
$$
其中 ( E{text{ext}} ) 和 ( E{text{int}} ) 分别为外部与内部电场强度。
现代法拉第屏障常与高频电磁吸波材料(如铁氧体)复合使用,以增强对微波频段的屏蔽效果,应用于5G通信基站及军事雷达防护。
IEC 61000-5-7《电磁屏蔽室设计规范》(国际电工委员会)。
《法拉第笼效应在电磁兼容工程中的优化模型》(Journal of Electromagnetic Waves and Applications, 2021)。
“法拉第屏障”并非标准术语,但根据“屏障”的通用定义和“法拉第”相关科学概念的结合,可理解为基于法拉第笼原理的电磁屏蔽装置,主要用于阻挡外部电磁场干扰。以下是详细解释:
屏障的含义
根据汉典及百科解释,屏障指“遮挡或保护之物”,既可以是自然地理(如山岭、岛屿),也可指人工设施(如屏风)。其核心功能为阻挡与保护。
法拉第的关联
迈克尔·法拉第(Michael Faraday)提出的“法拉第笼”是一种由导电材料制成的封闭结构,能够通过静电屏蔽效应隔绝外部电磁场。例如,汽车、电梯或实验室屏蔽室均利用此原理保护内部免受电磁干扰。
“法拉第屏障”的引申解释
结合两者,该词可指代利用导电材料构建的电磁屏蔽系统,常见于以下场景:
科学原理补充
其核心公式为法拉第电磁屏蔽定律:
$$
abla cdot mathbf{E} = frac{rho}{varepsilon_0}
$$
在静电平衡状态下,导体内部电场为零,从而实现屏蔽效果。
若需更专业的电磁学解释,建议参考物理学专著或电磁屏蔽技术文献。
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