Quand on parle de cage de Faraday nous parlons d'un conteneur recouvert de matériaux électriquement conducteurs. Michael Faraday était un scientifique qui avait de grandes contributions au monde de la science. Grâce à ce scientifique, bon nombre des éléments que nous utilisons au quotidien pour appliquer le principe de la cage de Faraday.
Dans cet article, nous allons vous dire tout ce que vous devez savoir sur la cage de Faraday, ses caractéristiques et ses applications.
Caractéristiques principales
Lorsque nous parlons de la cage de Faraday, nous faisons référence à un conteneur recouvert de matériaux électriquement conducteurs. Ces matériaux conducteurs peuvent être des plaques ou des mailles métalliques. L'ensemble de ces matériaux fonctionne comme un bouclier contre les effets d'un champ électrique venant de l'extérieur. Grâce à la découverte de Michael Faraday, de nombreux éléments que nous utilisons au quotidien appliquent le principe de cette cage. Quelques exemples d'éléments que nous utilisons au quotidien et qui suivent ce principe sont des câbles, des voitures, des avions et des fours à micro-ondes, entre autres.
La forme et la taille des éléments peuvent changer, ainsi que les matériaux dont la cage de Faraday est recouverte. Afin de bien comprendre toutes les caractéristiques de la cage de Faraday, nous allons faire un voyage dans le temps pour comprendre son histoire.
Au début de tout, Michael Faraday En 1836, il réalise les expériences qui lui permettent de construire cette cage isolante. Il porte le nom de son inventeur puisqu'il était la personne à observer qu'un matériau conducteur ne présentait les effets d'une décharge électrique que sur l'extérieur. Ce type d'expérience a indiqué que les charges sur le conducteur sont capables d'être distribuées de manière à annuler les champs électriques qui se produisent en interne.
Afin de vérifier les effets de cette découverte, Faraday a recouvert les murs d'une pièce de feuilles d'aluminium. Il a utilisé un générateur électrostatique et a commencé à appliquer des chocs à haute tension à l'extérieur de la pièce. Avec un électroscope, il a pu vérifier que le champ électrique à l'intérieur de la pièce était nul. L'électroscope est un appareil qui nous permet de détecter la présence de charges électriques à l'intérieur d'un corps. Grâce à ce type d'appareil, un grand nombre d'accidents dans le domaine de l'électricité peuvent être évités.
Grâce à l'expérience de la cage de Faraday et bien d'autres, ce scientifique a été l'un de ceux qui ont permis à l'électricité d'avoir des usages pratiques tels que ceux que nous connaissons aujourd'hui.
Comment fonctionne la cage de Faraday
Nous allons voir quelles sont les bases du fonctionnement de cette cage. Lorsque nous appliquons un champ électrique à un conteneur presque recouvert de matériaux métalliques tels que Il s'agit de mailles en aluminium ou en métal, on sait que le conteneur fonctionne comme un conducteur électrique qui est polarisé. Lorsque ce conteneur se polarise, il se charge de charges positives dans la direction dans laquelle le champ électromagnétique externe se déplace. Nous savons que, en même temps qu'il est chargé positivement à l'extérieur, il est chargé négativement dans le sens opposé. De cette manière, un champ de magnitude égale est créé mais dans la partie opposée au champ électromagnétique qui a été appliqué.
La somme des deux champs à l'intérieur dudit conteneur et l'extérieur est égal à zéro. Cela se produit grâce au fait que les matériaux conducteurs commandent toutes leurs charges chaque fois qu'ils rencontrent des champs électriques externes. De cette manière, ils parviennent à ordonner leurs charges en surface de telle sorte que le champ interne ait une valeur de zéro.
Comment faire une cage de Faraday
Si vous voulez essayer des expériences comme le levage de Michael Faraday, vous pouvez essayer de fabriquer vous-même une cage de Faraday. Par exemple, nous pouvons totalement envelopper un téléphone en aluminium. Si nous faisons cela, nous bloquerons complètement votre signal. La fabrication de ce type de cage est très simple. Nous devons simplement enfermer un certain espace dans un matériau conducteur. Tous les matériaux nécessaires sont tout à fait accessibles. Nous pouvons utiliser des matériaux métalliques tels que du papier d'aluminium, des boîtes, un treillis métallique ou une poubelle en acier.
Avant de procéder à la création de la faune de Faraday, nous devons prendre en compte certaines choses:
- Si nous allons utiliser des mailles ou des grilles, les trous dans ce conducteur doivent être plus petits que la longueur du signal à bloquer.
- L'espace intérieur doit être complètement isolé sans la présence de tout type de fissures. Des fissures existent la cage de Faraday ne sera pas complètement isolée.
- L'épaisseur du conducteur doit être utilisée en fonction de la fréquence que vous souhaitez bloquer.
Il existe de nombreuses façons de fabriquer une cage de Faraday. Voyons quelles sont les principales étapes pour réaliser ce type de cage:
- Il forme un cylindre composé d'un treillis métallique et d'une plate-forme en aluminium.
- Vous devez mettre une radio allumée et syntonisée sur la plate-forme. Ensuite, montez réellement le cylindre en maille métallique sur la plate-forme. Une fois que vous avez mis le treillis métallique, vous devez vérifier que le signal radio commence à être endommagé. Cela signifie que les ondes électromagnétiques que la radio doit recevoir sont interrompues par la mise en place du treillis métallique.
- Utilisez des téléphones portables et vérifiez qu'ils peuvent passer ou recevoir des appels. Ensuite, enveloppez l'un des téléphones dans une feuille de papier d'aluminium et lorsque vous passez un appel à partir de ce téléphone, vous remarquerez que le signal est bloqué.
Exemples
Quelques exemples de cage de Faraday aujourd'hui peuvent être vus dans de multiples exemples de la vie quotidienne. L'un d'eux est quand nous continuons un ascenseur ou dans un bâtiment en caillebotis métallique. Dans ces endroits, nos téléphones portables ne fonctionnent pas. Cela arrive également avec le micro-ondes. Pour éviter que les vagues ne s'échappent vers l'extérieur, une cage de Faraday est faite pour éviter les effets néfastes sur la santé. Les combinaisons spéciales des électriciens sont également les mêmes.
Si nous rencontrons notre voiture lors d'un orage, en restant à l'intérieur du véhicule, nous sommes protégés de la foudre.
J'espère qu'avec ces informations, vous pourrez en apprendre davantage sur la faune de Faraday et ses caractéristiques.