什么是法拉第笼？法拉第笼的原理

我们都知道，打雷的时候不要站在树下避雨，也不要靠近金属物体旁，这些都是从小被叮嘱到大的常识。但是问题来了，我们平时坐的汽车外壳也是由金属制造的，汽车在雷雨天气里行使时遭遇了雷电电击，车体竟然没有受到任何损坏，汽车里的人也安然无恙，这是为什么呢？人呆在导电的金属壳里被雷击中不应该是被烤焦冒烟了吗？相信这种情况让不少人感到十分诧异，其实这就是法拉第笼效应。那么什么是法拉第笼？法拉第笼的原理是什么？接下来有常识就为大家揭开其中的奥秘。

什么是法拉第笼？

法拉第笼（Faraday Cage）是一个由金属或者良导体形成的笼子。法拉第笼能对它的内部起保护作用，使其不受外部电场变化的影响，这就是法拉第笼效应。

汽车外壳由金属制作，十分接近于法拉第笼的条件。当闪电击中汽车之时，车身的“法拉第笼”结构可以起到“静电屏蔽”的作用，使它的内部不受外部电场的影响，从而可以保护车内乘客不受电击。

法拉第笼的由来

英国物理学家、电磁学奠基人迈克尔•法拉第于1836年发现带电导体上的过剩电荷只存在于其金属表面，不会对封闭体内部的物体产生任何影响。为了证实这个论点，他搭建了一个由金属外壳构成的房间，并电击房间外壳，验电器显示，房间内部没有出现多余的电荷，房间的金属外壳对其内部起到了保护作用。因此将金属或良性导体构成的笼子以该物理学家的姓氏命名为“法拉第笼”。

法拉第笼的原理

法拉第笼的原理非常简单，我们在高中时都有学过。当有高压电产生时，根据接地导体静电平衡的条件，笼体是一个等位体，内部电势差为零，电场为零，所以笼体的内部不会有电流通过，人即使躲在里面也不会触电。这种现象叫做静电屏蔽。

静电屏蔽：导体的外壳对它的内部起到“保护”作用，使它的内部不受外部电场的影响，这种现象称为静电屏蔽。

法拉第笼的应用

1、高压带电作业防护服

高压带电作业防护服由金属丝制成的，当接触高压线时，就形成了等电位，使得作业人员的身体没有电流通过，起到了很好的保护作用，可称之为“铁布衫”。

2、汽车

雷雨天气行驶的汽车不幸被雷击中后，依然能够安然无恙地继续行驶。其原因是，汽车车体由金属构成，类似于“法拉第笼”，形成等电位连接，电流通过车体和雨水泄放入地，车体内部的驾驶员和乘客不会受到雷击的影响。

著名汽车节目《TopGear》曾经做过雷击汽车的实验：用60万伏的高压电击汽车，实验显示，在受到高压电击之后，车辆只有仪表盘的指示灯受到了影响，其他各种仪器正常，车体也完全没有受到任何伤害，坐在车内的主持人更是安然无恙，真可谓是防雷的“金钟罩”。

钧和电子提醒，为了安全起见，雷雨天气最好不要开车出门。若在行驶过程中遇到雷雨天气，要把车停在路边安全的位置，远离大树、广告牌，关闭引擎、收音机、车门及车窗等，切忌触碰方向盘、门把手、换挡杆等，双手静置在大腿上，等雷雨天气过后再继续行驶。一旦车体遭受雷击，不要贸然下车检查，应在车内静候雷雨天气过后再下车。

3、飞机

根据统计，飞机每行驶十几万公里后就会遭受一次雷击，但是不会带来灾难性的后果。这是因为飞机外壳为金属材料，具有“法拉第笼”效应，对雷击具有良好的屏蔽效果，飞机遭受雷击时，内部的人员和设备相对比较安全。

4、建（构）筑物

高大的建（构）筑物容易遭受雷击，根据防雷技术规范，利用法拉第笼的原理建立笼式避雷网，能够有效降低雷击风险，确保人身和财产安全。典型代表有国家鸟巢体育场，其主体钢结构中的钢构件以及钢筋混凝土中的钢筋，通过焊接方式进行有效连接，形成巨大的避雷网-接闪装置，能够将雷电迅速泄放入地，从而保证了内部设备及观众的安全。

综上，“法拉第笼”是一项有效的防雷措施，并被广泛应用在各行各业。