¿Qué es una jaula de Faraday?

En 1836, el físico e inventor inglés Michael Faraday creó un dispositivo especial para proteger el equipo de la radiación electromagnética. Este dispositivo es relevante para este día y, como antes, lleva el nombre de un científico. Se trata de la jaula de Faraday.

Este dispositivo es una jaula protectora hecha de metal altamente conductor y, por regla general, conectada a tierra. El principio de funcionamiento de este dispositivo simple también es bastante simple:

Cuando un campo eléctrico externo actúa sobre la celda, los electrones libres del metal de la celda entran en movimiento, y los lados opuestos de la estructura se cargan para que su campo compense el campo eléctrico externo.

Esto se puede verificar en un experimento simple con dos electroscopios y una jaula de Faraday cargada desde una fuente de alto voltaje: un electroscopio conectado a la superficie interna de una jaula de latón de Faraday y colocado dentro de ella no mostrará la presencia de una carga eléctrica, y se mostrará un electroscopio conectado externamente.

Un campo magnético constante, a diferencia de un campo eléctrico, penetrará en la célula sin obstáculos. Sin embargo, dado que la celda explora un campo eléctrico alterno que genera un campo magnético alterno, el campo magnético alterno no penetra en la celda, ya que simplemente no tiene tiempo para surgir. Por esta razón, la jaula de Faraday protege su espacio interno y los objetos que contiene, no solo del campo eléctrico, sino también de la acción de ondas electromagnéticas externas.

Si prestamos atención a las altas frecuencias, entonces las ondas electromagnéticas de alta frecuencia (en comparación con el tamaño de la celda de la rejilla de la celda) se reflejarán parcialmente desde la celda, y simplemente se extinguirán en el grosor del metal, induciendo corrientes de Foucault en él, y finalmente se disiparán en La forma de calor.

Sin embargo, la eficiencia de la función de detección de una jaula de Faraday está asociada con los siguientes parámetros: con la profundidad de la capa superficial (capa de la piel), con el grosor del metal de la celda y con el tamaño de la abertura con respecto a la longitud de onda de la radiación externa, de la cual se requiere protección. Por lo tanto, para proteger los cables, se utilizan jaulas de Faraday con conductores de una estructura hecha de materiales bien conductores. El tamaño de la celda, para el funcionamiento efectivo de la jaula de Faraday, debe ser necesariamente mucho menor que la longitud de onda de la radiación tamizada.

Un tipo de jaula de Faraday en la que todos pueden encontrarse microondas. En la puerta del microondas hay una rejilla metálica, cuyas celdas son bastante pequeñas en comparación con la longitud de onda creada por el magnetrón. El microondas funciona a una frecuencia de 2450 MHz, y la longitud de onda aquí es ligeramente superior a 12 cm, obviamente, la rejilla en la puerta del microondas protege fácilmente esta radiación, evitando que salga al exterior.

El papel del resto de la celda en el microondas lo desempeña la cámara de metal en la que se encuentra el alimento calentado. Por cierto, si coloca un teléfono celular en el horno de microondas (¡apagado!), Estará fuera del área de cobertura de la red, ya que las ondas celulares estándar GSM son incluso más largas que las ondas generadas por el magnetrón de microondas.

Hay trajes de metal que funcionan según el principio de una jaula individual de Faraday, hecha de acero inoxidable y fibras de cobre. Los instaladores de líneas de alta tensión utilizan tales disfraces porque incluso una línea desconectada, de muchos kilómetros de largo, acumula una cantidad peligrosa de carga estática sobre sí misma. Un traje protege a una persona de una descarga eléctrica.

Dichos juegos de protección basados ​​en tela plateada protegen a los electricistas de los efectos nocivos del campo electromagnético de las instalaciones de alto voltaje, donde el componente eléctrico es muy alto. Dichos kits, según sus fabricantes, están diseñados para proteger:

• por exposición a un campo eléctrico de frecuencia industrial;

• de los efectos de la corriente de polarización causada por un campo electromagnético alterno;

• por exposición a radiación electromagnética intensa que surge de una descarga entre los contactos de los seccionadores;

• de una descarga eléctrica al tocar objetos con conexión a tierra o aislados, partes de equipos, así como césped y arbustos pequeños;

• de lesiones eléctricas cuando se expone a voltaje inducido o escalonado.

Los kits crean un espacio cerrado y protegido alrededor del cuerpo de una persona vestida con un traje, excluyendo cualquier penetración del campo eléctrico en el interior. Todos los elementos de los kits están hechos de materiales conductores de electricidad y están interconectados por canales de mayor conductividad y cables de contacto conductores de electricidad. Gracias a estos trajes, se desvía el cuerpo humano y se garantiza el drenaje seguro de las corrientes de naturaleza electrostática o capacitiva.

Amantes Bobinas de Tesla También use disfraces que se asemejen a jaulas individuales de Faraday. La corriente simplemente fluye por la superficie del traje hacia las partes conductoras con menos resistencia, sin causar daños a la persona que participa en el espectáculo.

Como puede ver, la jaula de Faraday se usa hoy donde mucho. Las instalaciones eléctricas de alto voltaje están encerradas en jaulas de Faraday, las jaulas de Faraday se usan en el programa, finalmente, cualquier producción asociada con microondas peligroso y otras radiaciones electromagnéticas no está completa sin talleres completos y habitaciones encerradas en jaulas de Faraday.

Esperamos que este artículo le haya sido útil, y ahora comprende lo importante que puede ser un dispositivo de aspecto simple que se asemeje a una caja de malla normal. Después de todo, la jaula de Faraday en varias aplicaciones no solo protege una variedad de equipos sensibles a los campos eléctricos y la radiación, sino que también protege la salud de las personas al prevenir el cáncer y muchas otras enfermedades que pueden ser causadas por la exposición excesiva a la radiación electromagnética en un organismo vivo.