Клетка Фарадея своими руками

Сетка (клетка Фарадея)

Этот принцип применяется для защиты зданий, в которых размещается компьютерное оборудование или оборудование для производства интегральных схем (микрочипов). Он заключается в разветвлении ряда вертикальных токоотводов снаружи здания. Горизонтальные связи (обвязки) добавляются в случае высотных зданий, например, через каждые два этажа (см. рис. J11).
Вертикальные токоотводы заземляются заземлителем типа “воронья лапка”. В результате получается сетка с ячейками 10 х 15 м или 10 х 10 м. Это позволяет обеспечить эквипотенциальное соединение конструктивных элементов здания и развести токи молнии, что значительно снижает электромагнитные поля и индукцию.

Рис. J11: Пример защиты по принципу сетки (клетки Фарадея)

Владелец коктейль-бара в Восточном Суссексе несколько лет наблюдал за тем, как его клиенты практически не общаются друг с другом, утыкаясь в дисплей телефона сразу по приходу в заведение. Даже дружные компании превращались в сборище одиночек после того, как из карманов и сумок доставались телефоны.

Стив Тайлер (Steve Tyler), так зовут владельца бара, решил вернуть старые добрые времена. Для этого он установил в стенах и потолке бара металлическую сеть, которая блокирует сигнал сотовой вышки, не давая ему пройти дальше. Сеть надежно блокировала сигнал сотовой сети, так что в баре пользоваться смартфоном или планшетом с 3G модулем стало бессмысленно. Ни поговорить, ни початиться нельзя. По мнению мистера Тайлера, этот шаг позволил посетителям его бара «стать частью реального мира» и вспомнить о других людях.
То, что установил владелец бара, называется клетка Фарадея . Это система, изобретённая английским физиком и химиком Майклом Фарадеем в 1836 году для экранирования аппаратуры от внешних электромагнитных полей. Обычно такая система представляет собой заземлённую клетку, выполненную из хорошо проводящего материала.

Защищает она лишь от электрического поля, статическое магнитное поле внутрь клетки проникает. В области высоких частот действие такого экрана основано на отражении электромагнитных волн от поверхности экрана и затухании высокочастотной энергии в его толще вследствие тепловых потерь на вихревые токи.

Клетка, которую создал Тайлер, по его собственным словам не является идеальной. Она состоит из серебряной фольги и медной проволочной сети. И хотя надежность системы не 100%, посетители все же потеряли возможность общаться по телефонам. Вместо этого, как утверждает Тайлер, они начали разговаривать друг с другом.

Такой способ блокирования сигнала сотовых и беспроводных сетей Тайлер выбрал потому, что системы подавления сотовой связи, называемые обычно «глушилками» незаконны. Запрещены они не только в Великобритании, но и США. Не так давно Федеральная комиссия по связи (FCC) наказала жителя штата Флорида, США, который использовал мощную глушилку сотовой связи на дороге. Он прятал устройство под сиденьем своего автомобиля Toyota Highlander.

В этом же году 63-летнего жителя Чикаго осудили и приговорили к штрафу за использование такого устройства в поезде с 2014 года. Ловить его пришлось дольше, чем Хамфриса. А проблема заключалась в том, что владелец глушилки мог глушить не только бытовые разговоры людей, но и звонки в службу спасения и полицию. Подозреваемого обнаружили, когда он заглушил связь на телефоне находящегося рядом сотрудника полиции в штатском.

Можно было бы ожидать, что люди будут жаловаться на владельца бара, где заведомо нельзя использовать телефон. Но нет, единственная жалоба поступила от человека, который заметил, что его телефон работает. И его пересадили за другой столик, где сигнал полностью блокировался. По мнению Тайлера, установка клетки Фарадея не запрещена законом. Это пассивный, а не активный способ подавления сотового сигнала. Слова Тайлера подтверждает представитель компании Ofcom: «В отличие от глушителей, клетка Фарадея пассивна, хотя и влияет на прием сигнала».

«Мобильные телефоны стали частью нашей жизни, и если мы идем в бар, клуб или другое место, мы часто берем с собой сотовые. Но телефоны – асоциальный фактор», – говорит Стив Тайлер.

На столиках установлены ретро-телефоны, по которым клиенты могут сделать заказ или пообщаться с другими клиентами заведения.

В 1836 году легендарным английским учёным Фарадеем было изобретена установка для экранирования пространства от воздействия внешних электромагнитных полей. Изобретение получило название «Клетка или щит Фарадея». На английском языке это пишется как «FARADAY SHIELD».

Операция

Анимация, показывающая, как устроена клетка Фарадея (коробка) работает. Когда внешнее электрическое поле (стрелки) применяется, электроны (маленькие шарики) в металле перемещаются к левой стороне клетки, придавая ей отрицательный заряд, в то время как оставшийся несбалансированный заряд ядер дает положительный заряд правой стороне. Эти индуцированные заряды создают противоположное электрическое поле, которое нейтрализует внешнее электрическое поле по всей коробке.

Непрерывный

Сплошной экран Фарадея представляет собой полый проводник. Внешние или внутренние электромагнитные поля создают силы на носители заряда (обычно электроны) внутри проводника; начисления перераспределяются соответственно за счет электростатическая индукция. Перераспределенные заряды значительно снижают напряжение на поверхности в зависимости от емкости; однако полной отмены не происходит.[требуется дополнительная ссылка (и)]

Внутренние сборы

Если заряд помещается внутри незаземленного щита Фарадея, не касаясь стенок (обозначим это количество заряда как + Q), внутренняя поверхность экрана заряжается -Q, что приводит к силовым линиям, исходящим от заряда и распространяющимся на заряды внутри. внутренняя поверхность металла. Траектории силовых линий в этом внутреннем пространстве (до конечных отрицательных зарядов) зависят от формы внутренних защитных стенок. Одновременно + Q накапливается на внешней поверхности экрана. Распределение зарядов на внешней поверхности не зависит от положения внутреннего заряда внутри корпуса, а определяется формой внешней поверхности. Таким образом, для всех целей и задач щит Фарадея генерирует снаружи такое же статическое электрическое поле, которое он генерировал бы, если бы металл был просто заряжен + Q. Увидеть Эксперимент Фарадея с ведром со льдом, например, для получения более подробной информации о силовых линиях электрического поля и развязке снаружи от внутренней

Обратите внимание, что электромагнитные волны не являются статическими зарядами

Если клетка заземленный, избыточные заряды будут нейтрализованы, поскольку заземление создает уравнивание потенциалов между внешней стороной клетки и окружающей средой, поэтому между ними нет напряжения и, следовательно, поля. Внутренняя поверхность и внутренний заряд останутся прежними, поэтому поле останется внутри.

Внешние поля

Зависимость глубины скин-слоя от частоты для некоторых материалов при комнатной температуре, красная вертикальная линия обозначает частоту 50 Гц:

• Mn – Zn – магнитомягкий феррит
• Al – металлик алюминий
• Cu – металлик медь
• сталь 410 – магнитная нержавеющая сталь
• Fe – Si – текстурированная электротехническая сталь
• Fe – Ni – высокая проницаемость пермаллой (80% Ni – 20% Fe)

Эффективность экранирования статического электрического поля в значительной степени не зависит от геометрии проводящего материала; однако статические магнитные поля могут полностью проникнуть через экран.

В случае изменяющихся электромагнитных полей, чем быстрее происходят изменения (т.е. чем выше частоты), тем лучше материал сопротивляется проникновению магнитного поля. В этом случае экранирование также зависит от электрическая проводимостьмагнитные свойства проводящих материалов, используемых в клетках, а также их толщина.

Хорошее представление об эффективности щита Фарадея можно получить из соображений глубина кожи. С глубиной скин-фактора ток, протекающий в основном на поверхности, экспоненциально затухает с глубиной сквозь материал. Поскольку щит Фарадея имеет конечную толщину, это определяет, насколько хорошо он работает; более толстый экран может лучше ослаблять электромагнитные поля и уменьшать частоту.

Клетки Фарадея – это щиты Фарадея, в которых есть отверстия, поэтому их сложнее анализировать. В то время как непрерывные экраны по существу ослабляют все длины волн короче глубины скин-слоя, отверстия в клетке могут пропускать или формировать более короткие волны »мимолетные поля”(осциллирующие поля, которые не распространяются как электромагнитные волны) прямо под поверхностью. Чем короче длина волны, тем лучше она проходит через сетку заданного размера. Таким образом, чтобы хорошо работать на коротких длинах волн (т.е. высоких частотах), отверстия в клетка должна быть меньше длины волны падающей волны. Поэтому клетки Фарадея можно рассматривать как фильтры высоких частот.

Сферы применения эффекта КФ

Свойства экранизированного пространства с успехом используют в различных сферах человеческой деятельности. Это могут быть отдельные помещения, небольшие ёмкости и даже рабочая одежда.

РЧ-кабина

Радиочастотная кабина представляет собой экранированное помещение. Под покрытием стен, потолка и пола заложены решётки, сделанные из немагнитных металлов, имеющих высокую проводимость. Конструкции могут принимать различные объёмы и конфигурации – это РЧ-комнаты, кабинеты и боксы.

МРТ помещения

Таким образом, обустраивают кабинеты МРТ (помещения с аппаратурой для проведения магнитно-резонансной томографии). Клетка Фарадея обязательно должна иметь заземление.

Назначение ограждений помещения состоит в том, чтобы не пропускать внутрь электромагнитные помехи от внешних источников излучения. Этим добиваются высококачественных результатов магнитно-резонансной томографии без каких-либо искажений.

Для обеспечения полноценной работы в РЧ-кабине необходимо соблюдать следующие условия:

• должен быть правильно определен рабочий диапазон частот;
• материалы для экранов ограждающих конструкций, в том числе для РЧ-окон и дверей, должны отвечать техническим требованиям;
• узлы экранов и способы их соединения между собой, а также крепление их к стенам, полу и потолку, экранирование коммуникаций различного назначения должны быть выполнены строго в соответствии с проектной документацией;
• кабели должны быть установлены таких типов и размеров, какие указаны в проекте.

Важно! Проектирование кабины МРТ в каждом случае определяется сугубо индивидуальным подходом. Созданием и обустройством РЧ-кабин занимаются специализированные предприятия, имеющие соответствующий пакет разрешающих документов

Лаборатории

В научно-исследовательских учреждениях и в заводских условиях востребованы помещения, изолированные от воздействия внешних электромагнитных «шумов». Для организации таких лабораторий привлекаются специализированные фирмы, которые производят расчёты и устанавливают ограждения.

Защитные костюмы

Металлизированные костюмы являются индивидуальными КФ. Рабочая одежда изготавливается из нитей нержавеющей стали, серебра и меди. При временном отключении линии электропередачи длиною несколько километров в проводах остаётся большой статический заряд. Поэтому во время инспекции и при ремонте электропередающих средств работники одевают защитные костюмы.

Безопасная рабочая одежда предназначена для предотвращения воздействия:

• промышленного электрического поля;
• тока от переменных электромагнитных полей;
• активного электромагнитного потока во время развода контактов разъединителей;
• тока от прикосновения к заземлённым предметам, грунту, дереву или кустарнику;
• шагового напряжения.

В мире развлечений

Давно популярны аттракционы с демонстрацией электрических разрядов, центром которых является клетка Фарадея. Эффектно смотрятся ветвистые потоки молний вокруг человека, не причиняя ему никакого вреда.

Обратите внимание! Несмотря на бытующее мнение о том, что боязнь людей электромагнитного излучения надумана, проблема проживания вблизи мощных ЛЭП довольно актуальна. Можно встретить частные постройки, полностью изолированные от влияния внешних негативных излучений. До сих пор до конца не изучена степень опасности воздействия электромагнитных волн на человека

До сих пор до конца не изучена степень опасности воздействия электромагнитных волн на человека.

Видеоинструкция ШТ 1. Защищаем комнату от элетромагнитного излучения

Клетки Фарадея

Если вы действительно не хотите, чтобы ваши действия отслеживали, отключение мобильного телефона не поможет. Специалисты по безопасности уже много лет предупреждают, что сложные вредоносные программы могут использовать мобильные телефоны для записи разговоров, даже если вы думаете, что девайс выключен. Вероятно, вам так всего лишь кажется, ведь хакерские программы способны создать фейковое выключение телефона и оставить ключевые функции активными.

Если вытащить батарею из телефона, вы сможете помешать такого рода отслеживанию. Но для iPhone и других мобильных устройств, батареи которых сложно вытащить, есть специальные клетки Фарадея. Это особые металлические сумки, которые блокируют все радиочастоты. Положите телефон в одну из таких сумок, и он станет недоступным для любого, кто попытается получить к нему доступ. Нельзя будет получить или отправить какую-либо информацию, пока телефон находится в «клетке». Купить защитные сумки несложно: они, к примеру, доступны на Amazon.

В крайнем случае подойдет любая защищенная металлическая коробка, например, сейф или микроволновая печь. К примеру, Эдвард Сноуден всегда просил посетителей своего номера в Гонконгском отеле оставить сотовые телефоны в мини-холодильнике. Запомните тот факт, что клетка Фарадея поможет скрыть ваше местоположение от хакеров, но это не помешает злоумышленникам записывать разговоры с помощью вашего телефона, если он уже был взломан ранее. В этом случае телефон не будет отправлять никаких данных, пока находится в «клетке», но начнет это делать в тот момент, когда восстановит свое подключение к Интернету.

Лазерные микрофоны

Если опытные хакеры захотят подслушать ваши разговоры, им не понадобится жучок в вашем офисе или доме. Вместо этого они могут использовать инструмент, известный в мире как лазерный микрофон. Он работает следующим образом: невидимый инфракрасный лазер светит сквозь окно жертвы и отражается обратно к датчику света. Измеряя любые помехи в отраженном свете, лазерный микрофон может обнаружить колебания в оконном стекле и восстановить звук с другой стороны.

Подобное «лазерное подслушивание» может быть предотвращено с помощью закрытия окна плотными шторами или включения громкой музыки во время приватной беседы. Некоторые люди также используют специальные вибрирующие устройства, подобные этому, которые устанавливаются на окнах и предотвращают любые попытки отследить колебания оконного стекла.

Изготовление клетки Фарадея своими руками

В быту изготовление самодельной КФ может понадобиться, чтобы «спрятать» гаджеты от действия различных волн, которые могут вызвать нарушения в чувствительной электронной «начинке».

Примером такой конструкции может служить определённым образом отделанный фанерный ящик. Так как фанера при этом выступает изолирующим слоем, она должна быть идеально чистой и сухой. Можно собрать ящик своими руками или взять готовый — главное, чтобы он был собран без использования гвоздей либо другого металлического крепежа. Сборка производится в несколько этапов:

1. Пищевую фольгу делят на отрезки, по размеру фанерных стенок или их заготовок.
2. Поверхности будущего ящика с внешней стороны отделывают фольгой. При этом наружу должна быть обращена её блестящая сторона.
3. Стенки скрепляют изнутри скотчем, а на дно ящика кладут пару ковриков для компьютерной мышки.
4. Тщательно проверяют, что в закрытом положении крышки слой фольги образует сплошную оболочку, без малейших зазоров и разрывов.

Второй вариант предполагает, что основой клетки Фарадея своими руками служит металлический резервуар (кастрюля, ящик, бокс и т. п.), внутри которого обустраивается изоляция из картона, той же фанеры или другого материала

Условие плотного прилегания крышки для этой конструкции не менее важно, чем для описанной выше

Надо ли делать заземление

Не существует единого мнения по поводу необходимости заземления КФ. В обязательном порядке заземляются крупные конструкции и те, на которые может быть оказано действие особенно мощным электрическим разрядом.

Заземление, определённо, предохраняет от нештатных ситуаций, когда накопленный сильный заряд может «пробить» воздушную среду и ударить в расположенный неподалёку предмет или человека.

Тестирование самодельной клетки Фарадея

Чтобы проверить принцип работы клетки Фарадея на практике, удобнее всего использовать компактный радиоприёмник на батарейках. Его следует включить на максимальную громкость и настроить на самый мощный из доступных FM-каналов. Если клетка работает, радио в нём замолчит.

Если приёмник хоть немного, но слышно, значит, стопроцентной экранизации добиться не удалось, и следует искать прорехи в токопроводящем слое.

Подходит для тестирования самособранной камеры и мобильный телефон. Оказавшись внутри, он перестанет принимать сигналы базовых станций, то есть при звонке на него услышите соответствующее сообщение автоматического информатора сотового оператора.

Что такое электромагнитное излучение и как оно влияет на человека

Как найти ноль и фазу индикаторной отверткой, мультиметром и без приборов?

Какой антенный кабель лучше использовать для телевизора — все критерии

Сила Лоренца и правило левой руки. Движение заряженных частиц в магнитном поле

Классификация и назначение основных и дополнительных средств защиты от поражения электрическим током

Что такое инфракрасный плёночный теплый пол?

Накиньте на себя одеяло и будьте в безопасности

Конечно, хакеры могут украсть ваши пароли с помощью вредоносных программ или путем взлома сервера, который вы используете. Но они также способны просто увидеть ваши конфиденциальные данные через плечо, когда вы будете их вводить. Когда вы думаете, что находитесь под целенаправленным видеонаблюдением (скажем, в номере отеля), стоит подумать о, на первый взгляд, глупо звучащей, но эффективной защите: фактическом «одеяле безопасности». Назовем это методом Лайнуса.

Спрятав голову и руки, вы можете вводить конфиденциальные пароли, не опасаясь, что камера наблюдения следит за вами через плечо. Сноуден проиллюстрировал эту технику «защиты одеялом» в документальном фильме Citizenfour. Там было показано, как он накидывает одеяло на себя, чтобы ввести свой пароль в гостиничном номере Гонконга. Он в шутку назвал одеяло своей «магической мантией». Однако если ваш пароль действительно можно увидеть с помощью установленной камеры, которая следит за вами через плечо, стоит серьезно задуматься о том, чтобы накинуть на себя одеяло.

По материалам Wired.Изображение на обложке: Cheltenham Banksy

Подписывайся на Эксплойт в Telegram, чтобы всегда оставаться на страже своей приватности и безопасности в интернете.

Создание воздушного зазора

Лучший способ защитить свой компьютер от взлома – это не подключать его к другому компьютеру

Такая мера предосторожности называется «воздушным зазором». В мире, где практически каждая машина подключена к Интернету, сделать это не так уж и просто

Однако для важных файлов (которые хранят кэш Биткойнов и другие секретные материалы) работа в автономном режиме станет настоящим спасением от угроз.

В то время как любой ноутбук дает возможность пользователю отключить такие виды связи, как Wi-Fi и Bluetooth, самый безопасный способ создания воздушного зазора – это отказ от всего беспроводного оборудования, говорит Дэвид Уэрта, специалист по цифровой безопасности в Freedom of the Press Foundation. Еще лучше, использовать компьютер, который изначально не имеет такого оборудования. Уэрта приводит в пример Intel Nuc, Gigabyte Brix и другие старые компьютеры Mac Mini.

Единственный способ, с помощью которого хакер способен скомпрометировать компьютер с воздушным зазором, – это получить физический доступ к машине. Злоумышленнику придется подойти к компьютеру и подключить к нему USB-накопитель или другой тип носителя данных.

Компьютер с воздушным зазором работает как станция просмотра файлов, на которой можно ознакомиться с конфиденциальными данными и быть уверенным, что машина не будет взломана. Уэрта также рекомендует удалить жесткий диска компьютера. Вместо этого вы можете загрузить систему с USB-накопителя с эфемерной ОС Tails. Она поможет пользователю не оставить следов после использования компьютера. Это также означает, что вы не сможете хранить файлы на своей машине с воздушным зазором. Именно это и делает такой компьютер почти полностью защищенным от любого рода атак хакеров.

Клетка Фарадея – как сделать из подручных средств?

Наиболее простым вариантом изготовления клетки Фарадея своими руками может стать любой предмет с герметичным корпусом, электропроводящим наружным слоем и не проводящим электричество слоем внутри.

Таким предметом может стать буквально любой предмет домашнего обихода, который можно закрыть. Форма может быть самая разная: коробка, цилиндр, сфера – в общем-то, что угодно. Внутреннюю часть нужно сделать из любого материала, который не проводит электричество: картон, бумага, дерево, пластик и т. д. Поэтому проще всего взять уже готовый металлический предмет и вставить внутрь непроводящий электричество слой или, наоборот, взять предмет из не проводящего электричества слоя и обернуть его внешние части проводящим слоем (например, фольгой). Даже если вы просто обернете свой прибор в фольгу – это уже будет простейшая клетка Фарадея, своими руками сделанная.

Данная клетка Фарадея (фото представлено) сделана из обычного деревянного ящика.

Из обычного мусорного металлического бака, металлического ящика или неэмалированного ведра с крышкой тоже можно сделать клетку Фарадея, просто выложив внутреннюю поверхность картоном.

Вот такой старый ящик для инструментов может стать прекрасной основой для данного прибора.

Примеры

SLC-40 с SpaceX Сокол 9 стартовая инфраструктура. Четыре башни вокруг ракеты молниеотводы, действуя как гигант Клетка Фарадея

• Клетки Фарадея обычно используются в аналитическая химия для уменьшения шума при проведении чувствительных измерений.
• Клетки Фарадея, а точнее сумки Фарадея с двойным парным швом, часто используются в цифровой криминалистике для предотвращения удаленного удаления и изменения цифровых улик.
• США и НАТО Буря стандарты и аналогичные стандарты в других странах включают клетки Фарадея как часть более широких усилий по обеспечению безопасность выбросов для компьютеров.
• Пассажирские салоны автомобилей и самолетов представляют собой клетки Фарадея, защищающие пассажиров от электрических разрядов, таких как молнии.
• В электронных компонентах автомобилей и самолетов используются клетки Фарадея для защиты сигналов от помех. Чувствительные компоненты могут включать беспроводные дверные замки, системы навигации / GPS и системы предупреждения о выезде с полосы движения. Клетки и экраны Фарадея также имеют решающее значение для информационно-развлекательных систем транспортных средств (например, радио, Wi-Fi и дисплеи GPS), которые могут быть спроектированы с возможностью работы в качестве критических цепей в чрезвычайных ситуациях.
• А сумка-бустер (сумка для покупок с алюминиевая фольга) действует как клетка Фарадея. Его часто используют воры для кражи RFID-отмеченные предметы.

  Подобные контейнеры используются для сопротивления RFID скимминг.

• Лифтов и другие помещения с металлическими проводящими рамами и стенами имитируют эффект клетки Фарадея, что приводит к потере сигнала и «мертвым зонам» для пользователей сотовые телефоны, радио, и другие электронные устройства, которым требуются внешние электромагнитные сигналы. Во время обучения пожарных и других служб быстрого реагирования предупреждают, что их двусторонние радиостанции, вероятно, не будут работать внутри лифтов, и следует учитывать это. Небольшие физические клетки Фарадея используются инженерами-электронщиками во время тестирования оборудования для моделирования такой среды, чтобы убедиться, что устройство корректно справляется с этими условиями.[нужна цитата]
• Правильно спроектированная токопроводящая одежда также может служить защитной клеткой Фарадея. Некоторые электрические лайнеры носить костюмы Фарадея, которые позволяют им работать на находящихся под напряжением высоковольтных линиях электропередач без риска поражения электрическим током. Костюм предотвращает прохождение электрического тока через тело и не имеет теоретических ограничений по напряжению. Линейщики успешно отработали даже самое высокое напряжение (Линия Экибастуз – Кокшетау, Казахстан 1150 кВ) линии безопасно.[нужна цитата]

  Остин Ричардс, физик из Калифорнии, создал в 1997 году металлический костюм Фарадея, который защищает его от разрядов катушки Тесла. В 1998 году он назвал персонажа в костюме Doctor MegaVolt и выступал по всему миру и на Горящий человек девять разных лет.

• Комната сканирования магнитно-резонансная томография (МРТ) аппарат выполнен в виде клетки Фарадея. Это предотвращает добавление внешних радиочастотных сигналов к данным, полученным от пациента, которые могут повлиять на полученное изображение. Рентгенологи обучены определять характерные артефакты, возникающие на изображениях, в случае повреждения клетки Фарадея во время гроза.
• А микроволновая печь использует клетку Фарадея, которая частично закрывает прозрачное окно, чтобы сдерживать электромагнитную энергию внутри печи и защищать внешнюю часть от излучения.
• Пластиковые пакеты, пропитанные металлом, используются для упаковки электронный сбор платы за проезд устройств, когда плата за проезд не взимается с этих устройств, например, во время транспортировки или когда пользователь платит наличными.[нужна цитата]
• Щит экранированный кабель, такие как USB кабели или коаксиальный кабель используется для кабельного телевидения, защищает внутренние проводники от внешних электрических помех и предотвращает утечку радиочастотных сигналов.
• У тюрем есть причины блокировать как входящие, так и исходящие звонки заключенных.