“法拉第笼”屏蔽信号,电梯如何实现信号覆盖

电工技术

1.为什么法拉第笼能够屏蔽电磁波？

法拉第笼是以英国物理学家迈克尔·法拉第的姓氏命名的，是一种演示等电位、静电屏蔽和高压带电作业原理的设备。其笼体与大地连通，高压电源通过限流电阻将10万伏直流高压输送给放电杆，当放电杆尖端距笼体10厘米时，出现放电火花，根据接地导体静电平衡的条件，笼体是一个等电位体，内部电势为零，电场为零，电荷分布在接近放电杆的外表面上，即使笼体内的人触摸到电火花，也不会触电，因为笼体有多高的电压，笼内的人身上各部位也带有同样的电压，两者之间是等电位的，没有电流流过人体。

人们利用法拉第笼的原理制成了高压带电操作防护服，整个防护服都是由金属丝构成，在带电工作时，防护服与带电体接触良好，使作业时流经人体的电流几乎为零，电流全部从防护服上通过，使人降低触电风险。另外，我们家庭卫生间的等电位端子联结箱也是这个原理，当将卫生间内的金属水管、金属浴盆、暖气片和地面钢筋网通过等电位联结线在等电位联结端处连接在一起，就构成了一个法拉第笼，可以有效防止触电危险。实际上汽车也相当于一个法拉第笼，在汽车中是不会被闪电劈到的。

法拉第笼就是个金属笼子，它自己内部会产生一个电场来抵消外部电场。可以不接地，接地的话会让大地中和笼子的过多感应电荷。只要是金属笼子，都都可以当法拉第笼。不一定要微波炉。你那个铁盆把手机罩住，手机就没信号了。

带电实心物体肯定要么是带正电，要么带负电，不可能同时有正电和负电。而电的微观意义是带电的粒子，比如电子。因为同种电荷会相互产生排斥力，这样带电粒子在力的作用下会相互疏远，直到距离使得他们之间的力平衡。带电物体表面的粒子分布很有意思，它构成了一门比较边缘的物理分支“表面物理学”

  

2.电梯为什么要单独覆盖信号？

电梯在轿厢门和层门关闭之后，会形成一个法拉第笼，法拉第笼有静电屏蔽的效果，同对电磁波也有比较好的屏蔽效果，同时由于电梯的位置常常位于建筑物的中心，所以受到墙体的损耗也比较大，再加上因为电梯井本身的隧道效应，因此需要做专门的覆盖。

关于电梯内覆盖方法个人知道的有三种，但实际上应当远不止这三种

第一种是电梯井覆盖，这种方法是在电梯井内部安装天线（通常在顶部），或者全向天线（通常在电梯井中部），进行发射信号，同时还需要在楼顶安装接收天线和中继站。

  

但这种方法有问题，第一是施工麻烦，第二是可能天线或者其他设备掉落，很有隐患，第三点是信号强度和电梯位置有关，当距离电梯较远的时候，接受信号可能会不理想。

第二种利用无线AP 传输WI-FI信号

在电梯井顶部部署一台AP，电梯顶部部署一台AP，两者间利用无线桥接技术，实现有线网络的无线延展。如果是玻璃材质结构电梯，信号可穿透，如果是纯金属结构，需要向电梯内部引入美化天线实现覆盖。即如下图所示。