Клетка Фарадея — интерактивный симулятор экранирования поля

Что это за опыт

«Клетка Фарадея» — демонстрация того, что внутри полого проводника электрическое поле практически равно нулю. В 1836 году Майкл Фарадей обил комнату фольгой, сел внутрь и приборами показал: как бы сильно ни били разряды снаружи, поле внутрь не проникает. Эффект следует из закона Гаусса и свойств проводника в электростатике.

Механизм — перераспределение зарядов. Внешнее поле мгновенно смещает свободные заряды металла к поверхности так, что их собственное поле внутри полости точно гасит внешнее: E_внутри ≈ 0. Силовые линии внешнего поля обрываются на прутьях, а сам разряд стекает по внешней оболочке и уходит в землю током в килоамперы.

Заземление при этом не обязательно — экранирует сама замкнутая проводящая оболочка; работает даже сетка, если её ячейки много меньше длины волны. Поэтому клетка Фарадея защищает и от статики, и от радиопомех — от самолётов, в которые бьёт молния, до экранированных лабораторий и микроволновок.

Формулы

Методичка к уроку

Как показать опыт за пять минут на проекторе или интерактивной доске:

• Выключайте тумблер «Клетка установлена» и жмите «⚡ Разряд!»: с клеткой статус «безопасно» и E внутри ≈ 0, без клетки — «ОПАСНО», разряд бьёт в человека.
• Включите «Силовые линии поля»: с клеткой золотые линии обрываются на прутьях и внутрь не заходят, без клетки уходят прямо в фигуру.
• Поднимайте «Напряжение генератора» — E снаружи растёт (при 1,5 МВ это около 750 кВ⁄м), а панель «E внутри» так и держит ≈ 0.
• Тумблер «Авторазряд каждые 3 с» повторяет удар автоматически — удобно оставить фоном во время объяснения.

Полная методичка с формулами, графиком, примером расчёта и задачами для самопроверки встроена в сам симулятор — кнопка «📘 Как это работает».

Частые вопросы

Похожие опыты

Катушка Теслы Опыт Эрстеда Лампочка от микроволновки