Mobil v autě a Faradayova klec

Nedávno jsme na MobilManii psali o telefonování za volantem a o nebezpezpečí, které je s ním spojené. Tentokrát se na mobil v automobilu podívejme tak trochu z fyzikálního hlediska. Znáte Faradayovu klec?

Špetka historie

V osnovách středoškolské fyziky, v části, která je věnována elektřině a elektromagnetickým polím, jistě najdete zmínku, která se týká tzv. Faradayovy klece. Je to jeden z objevů velevýznamného anglického fyzika Michaela Faradaye, který se na přelomu osmnáctého a devatenáctého století zabýval výzkumy na poli elektromagnetismu. Má na kontě mj. objev elektromagnetické indukce, bez kterého bychom si dnes jistě ani nerozsvítili, protože na tomto principu pracují mj. i generátory v elektrárnách. Mezi další Faradayovy objevy patří např. elektrochemický děj zvaný elektrolýza.

Samotný efekt stínění elektrického pole, který byl později označen jako jev Faradayovy klece, objevil slavný fyzik v roce 1835. Elektrostaticky stíněný prostor vytvořil tak, že zhotovil krychli z měděného drátu o délce hrany tři metry, nabil ji elektrickým nábojem. Pak měřil pomocí železné kuličky na niti rozložení náboje uvnitř i vně krychle. S údivem zjistil, že veškerý elektrický náboj je zvenčí. Pokus mimo jiné ukázal, že uvnitř krychle lze vytvořil elektrický stín, kdy elektrické pole z vnějšku krychle za určitých podmínek nepronikne dovnitř. 

Aby Faradayova klec dobře stínila, je třeba vhodně zvolit tvar a rozměry jednotlivých buněk mřížky. Oka by v principu neměla být větší, než je délka vlny stíněného záření. Laicky řečeno: vlna nesmí okem projít. Pro kmitočty GSM 900 je délka vlny zhruba 33 cm a pro GSM 1800 pak asi 17 cm. 

Mobil v kleci

Ptáte se, jak souvisí Faradayova klec s mobilními telefony? Souvislost je blíž, než by se mohlo na první pohled zdát. Stačí jen, když nastoupíte s mobilním telefonem do automobilu a zavřete za sebou dveře. Rázem se ocitnete ve Faradayově kleci, i když pravda ve velmi nedokonalé. Každý automobil je totiž převážně z kovových dílů (snad jen s výjimkou značky Trabant), které jsou elektricky vodivé. Tudíž deformují a částečně stíní elektrické pole. Velké otvory, jako jsou okna, tvoří poruchy klece a elektrické pole může tudy bez problémů pronikat. Pokud jsou ale instalována v automobilu speciální skla, která jsou potažena velmi tenkou kovovou fólií, prostor uvnitř vozu se stane ještě dokonaleji stíněný. Důsledek je ten, že stínění se mobilnímu telefonu projeví jako zhoršený signál, na což mobil zareaguje zvýšením vysílacího výkonu.

Toto chování můžete vyzkoušet i doma. Stačí například vložit mobilní telefon do vypnuté, zdůrazňuji vypnuté, mikrovlnné trouby tak, aby bylo přes dvířka vidět na displej s ukazatelem úrovně signálu. Při zavřených dvířkách mikrovlnné trouby se úroveň signálu znatelně sníží, popř. úplně zmizí. Pokud nemáte k dispozici mikrovlnnou troubu, stačí mobilní telefon vložit do kovové nádobky, kde lze zhoršení signálu pozorovat také.

Vraťme se ale k mobilnímu telefonu v automobilu. Efekt Faradayovy klece způsobí částečné odstínění vysílání základnové stanice, tedy zhoršení signálu, a následné zvýšení intenzity vysílání mobilního telefonu. Mobilní telefon ale vysílá uvnitř stíněného prostoru, ze kterého elektromagnetické záření také obtížně proniká ven. Částečně se v něm tedy odráží a dochází tak k deformaci elektromagnetického pole.

Nejen automobil

Podobný efekt je pozorovatelný například i v prostředcích hromadné dopravy, jako jsou trolejbusy nebo autobusy. Zvláště patrný je tento jev v letadle, které je celé v podstatě kovový válec s velmi malými otvory pro okna, kudy se záření jen velmi obtížně dostává. Tento efekt úzce souvisí se zákazem používání mobilních telefonů na palubě letadel. Tomu ale bude nejspíše v dohledné době konec, protože vývojové kroky k telefonování na palubě jsou již vykonány. Více si můžete přečíst v tomto článku.

Další příklad obří Faradayovy klece leží přímo na zemi a není třeba pro něj chodit až tak daleko. Stačí se podívat na nejbližší panelový dům. Jak jistě víte, betonové panely jsou uvnitř vyztuženy železnou mříží,  a tyto mříže se při stavbě panelového domu svařovaly k sobě. V panelových domech jsou tak ukryty obrovské kovové klece, které mohou signál více či méně odstínit. Taková klec je z hlediska stínění samozřejmě velmi nedokonalá, ale prokazatelné účinky přesto má.  

Jak vyzrát na klec

Pominu-li velmi často diskutovanou škodlivost elektromagnetického záření, které jsou na internetu věnovány rozsáhlé studie, může být důsledkem Faradayova jevu i špatná dostupnost vašeho mobilního telefonu. Řešení pro auto i pro panelový dům je proto nasnadě. Mnohé může vyřešit externí anténa, kterou umístíte např. na střechu automobilu. Ta totiž nakládá pouze s elektrickým polem, které je vně odstíněného prostoru a tím se stínící efekt úspěšně eliminuje. 

Diskuze (18) Další článek: Logitech: drátové handsfree ještě nevymřely

Témata článku: Ostatní, Klec, Auto, MOBI, Mobil, Podobný efekt, Faraday



Čínské značky hromadně odsouvají premiéry svých novinek. A to kvůli náhlému úmrtí bývalého prezidenta

Čínské značky hromadně odsouvají premiéry svých novinek. A to kvůli náhlému úmrtí bývalého prezidenta

** Čínské značky odsouvají premiéry svých novinek ** A to kvůli úmrtí bývalého prezidenta ** Druhotně to posouvá i jejich budoucí dostupnost v Evropě

Martin Chroust
ČínaSmartphony
Nejlepší notebooky pod stromeček. Stroje pro náročnou práci, intenzivní hraní i unikáty na chlubení

Nejlepší notebooky pod stromeček. Stroje pro náročnou práci, intenzivní hraní i unikáty na chlubení

Výborné notebooky najdete už kousek nad hranicí 20 tisíc, přičemž dražší stroje nabídnou nejen vyšší výkon, ale i lepší provedení. Hlavně si už můžete vybírat notebook přímo na míru konkrétním požadavkům.

Tomáš Holčík
Notebooky
Jaké hry vyjdou v prosinci 2022: The Callisto Protocol, Need for Speed Unbound, vylepšený Zaklínač 3 a další

Jaké hry vyjdou v prosinci 2022: The Callisto Protocol, Need for Speed Unbound, vylepšený Zaklínač 3 a další

Letošní sezóna se pomalu blíží ke konci. Pár velkých titulů nás ještě čeká začátkem měsíce, ale v období Vánoc nás čeká chvíle klidu.

Martin Nahodil
Agenda
Výkon, který předběhl dobu. Test grafické karty MSI GeForce RTX 4090 Suprim X 24G

Výkon, který předběhl dobu. Test grafické karty MSI GeForce RTX 4090 Suprim X 24G

Karta s výkonem RTX 4090 je snem každého hráče. Jen málokterá současná hra ji dokáže ve 4K potrápit.

Adam Vágner
MSIGrafické kartyTesty
15 tipů a triků pro Messenger, které možná neznáte

15 tipů a triků pro Messenger, které možná neznáte

** Základy práce s Messengerem jsou jednoduché a zná je každý ** Některé funkce ale mohou být skryté nebo nejsou úplně intuitivní ** Tento přehled pomůže odhalit taje nejpoužívanějšího komunikátoru

Adam Kos
Tipy a trikyMessenger
Wear OS 2 pomalu zavírá krám. Po resetu nefungují poznámky ani Google Mapy, a brzy bude hůř

Wear OS 2 pomalu zavírá krám. Po resetu nefungují poznámky ani Google Mapy, a brzy bude hůř

** Google připravil novou verzi aplikací Google Map a Google Keep ** Pokud si resetujete Wear OS 2 hodinky, už je nesputíte ** Je to jen čirá náhoda, nebo taktika, jak vás přimět k upgradu?

Martin Chroust
Google MapyWear OS
Těchto 15 levných telefonů stojí za to. Dáte za ně jen pár tisíc, a výbava často překvapí

Těchto 15 levných telefonů stojí za to. Dáte za ně jen pár tisíc, a výbava často překvapí

** Vybrali jsme ty nejlepší levné smartphony ** Nejlevnější startují na 2 000 Kč, nejdražší jsou téměř za 6 tisíc ** Většina nabídne alespoň 90Hz displej a některé i 5G konektivitu

Martin Miksa
Nižší třída
Vypadá jako iPhone 14 Pro Max, ale zdání klame. Čínská kopie však stojí jen dvacetinu toho, co originál

Vypadá jako iPhone 14 Pro Max, ale zdání klame. Čínská kopie však stojí jen dvacetinu toho, co originál

** Kopii iPhonu 14 Pro Max dnes pořídíte o 90% levněji, než originál ** Krabička je stejná, telefon má samozřejmě jiný hardware i výkon ** I přesto máte pocit, že držíte skutečný iPhone

Martin Chroust
ČínaKopie
Vybrali jsme 16 špičkových televizorů. Na Vánoce ty nejlepší z nejlepších

Vybrali jsme 16 špičkových televizorů. Na Vánoce ty nejlepší z nejlepších

I když ceny televizorů klesají a ani velké úhlopříčky už nejsou drahé, stále má smysl připlatit si za prémiové televizory. Vybrali jsme ty nejlepší, které vás překvapí kvalitním podáním obrazu i pokročilými funkcemi.

Jaromír Puk
Televizory
Šedý trh s předplatným se vymyká kontrole. Spotify, Netflix nebo Disney+ můžete mít doslova za pár korun

Šedý trh s předplatným se vymyká kontrole. Spotify, Netflix nebo Disney+ můžete mít doslova za pár korun

** Sdílení účtů mezi kamarády je jen začátek ** Dnes letí nákupy předplatných v Indii nebo na Aliexpressu ** Superlevné „netflixy“ ale mohou nakonec spíš škodit

Lukáš Václavík
PředplatnéNetflixSpotify
Google není jen vyhledávač: 15 užitečných funkcí, o kterých možná ani nevíte

Google není jen vyhledávač: 15 užitečných funkcí, o kterých možná ani nevíte

** Google umí kromě vyhledávání i spoustu dalších věcí ** Vybrali jsme více než 15 užitečných funkcí a schopností ** Stačí zadat do vyhledávače ta správná klíčová slova

Karel Kilián
TipyVyhledávačeGoogle
15 praktických tipů a triků pro Mapy.cz, které možná neznáte

15 praktických tipů a triků pro Mapy.cz, které možná neznáte

** Mapy.cz neslouží jen k zobrazení podkladů a plánování tras ** Nabízejí celou řadu dalších praktických funkcí a možností ** Vybrali jsme 15 tipů a triků, o kterých možná nevíte

Karel Kilián
Mapy.czMapyTipy
Nejničivější bomba v historii lidstva. Rusko zveřejnilo dokument o testu Car-bomby
David Polesný
Sovětský svazAtomová bombaJaderný útokZbraně