Quando si parla di Gabbia di Faraday si tratta di un contenitore rivestito da materiali elettricamente conduttivi. Michael Faraday era uno scienziato che ha avuto un grande contributo al mondo della scienza. Grazie a questo scienziato, molti degli elementi che utilizziamo nella nostra quotidianità per applicare il principio della gabbia di Faraday.
In questo articolo ti diremo tutto ciò che devi sapere sulla gabbia di Faraday, le sue caratteristiche e le sue applicazioni.
caratteristiche principali
Quando parliamo della gabbia di Faraday ci riferiamo a un contenitore rivestito da materiali elettricamente conduttivi. Questi materiali conduttivi possono essere piastre o reti metalliche. L'insieme di questi materiali funge da scudo contro gli effetti di un campo elettrico proveniente dall'esterno. Grazie alla scoperta di Michael Faraday, molti degli elementi che utilizziamo nella vita di tutti i giorni applicano il principio di questa gabbia. Alcuni degli esempi di elementi che usiamo nella nostra quotidianità e che seguono questo principio sono cavi, automobili, aeroplani e forni a microonde, tra gli altri.
La forma e la dimensione degli elementi possono cambiare, così come i materiali con cui è rivestita la gabbia di Faraday. Per comprendere appieno tutte le caratteristiche della gabbia di Faraday, faremo un viaggio indietro nel tempo per comprenderne la storia.
All'inizio di tutto, Michael Faraday Nel 1836 eseguì gli esperimenti che gli permisero di costruire questa gabbia isolante. Porta il nome del suo inventore poiché fu lui a osservare che un materiale conduttivo mostrava gli effetti di una scarica elettrica solo all'esterno. Questo tipo di esperimento ha indicato che le cariche sul conduttore sono in grado di essere distribuite in modo tale da poter annullare i campi elettrici che si verificano internamente.
Per verificare gli effetti di questa scoperta, Faraday copriva le pareti di una stanza con fogli di alluminio. Ha usato un generatore elettrostatico e ha iniziato ad applicare shock ad alta tensione all'esterno della stanza. Con un elettroscopio è stato in grado di verificare che il campo elettrico all'interno della stanza fosse nullo. L'elettroscopio è un dispositivo che ci permette di rilevare la presenza di cariche elettriche all'interno di un corpo. Grazie a questo tipo di dispositivo è possibile prevenire un gran numero di incidenti nel campo dell'elettricità.
Grazie all'esperimento della gabbia di Faraday e molti altri, questo scienziato è stato uno di quelli che hanno permesso all'elettricità di avere usi pratici come quelli che conosciamo oggi.
Come funziona la gabbia di Faraday
Vedremo quali sono le basi del funzionamento di questa gabbia. Quando applichiamo un campo elettrico a un contenitore quasi ricoperto da materiali metallici come È alluminio o reti metalliche, sappiamo che il contenitore funziona come un conduttore elettrico che è polarizzato. Quando questo contenitore si polarizza, si carica di cariche positive nella direzione in cui viaggia il campo elettromagnetico esterno. Sappiamo che, mentre carica positivamente all'esterno, carica negativamente nella direzione opposta. In questo modo si crea un campo di uguale grandezza ma nella parte opposta al campo elettromagnetico che è stato applicato.
La somma di entrambi i campi sia all'interno di detto contenitore che l'esterno è uguale a zero. Ciò avviene grazie al fatto che i materiali conduttivi ordinano tutte le loro cariche ogni volta che incontrano campi elettrici esterni. In questo modo riescono ad ordinare le loro cariche in superficie in modo tale che il campo interno abbia valore zero.
Come fare una gabbia di Faraday
Se vuoi provare esperimenti come il sollevamento di Michael Faraday, puoi provare a creare una gabbia di Faraday da solo. Ad esempio, possiamo avvolgere completamente un telefono in alluminio. Se lo facciamo, bloccheremo completamente il tuo segnale. La produzione di questo tipo di gabbia è molto semplice. Dobbiamo solo racchiudere un certo spazio all'interno di un materiale conduttivo. Tutti i materiali necessari sono abbastanza accessibili. Possiamo utilizzare materiali metallici come fogli di alluminio, scatole, reti metalliche o un bidone della spazzatura in acciaio.
Prima di procedere alla realizzazione della fauna di Faraday dobbiamo tener conto di alcune cose:
- Se utilizzeremo maglie o griglie, i fori in quel conduttore devono essere più piccoli della lunghezza del segnale da bloccare.
- Lo spazio interno deve essere completamente isolato senza la presenza di alcun tipo di crepe. Esistono crepe la gabbia di Faraday non sarà completamente isolata.
- Lo spessore del conduttore deve essere utilizzato in base alla frequenza che si desidera bloccare.
Ci sono molti modi per creare una gabbia di Faraday. Vediamo quali sono i passaggi principali per realizzare questo tipo di gabbia:
- Forma un cilindro composto da rete metallica e una piattaforma in alluminio.
- È necessario accendere una radio e sintonizzarla sulla piattaforma. Successivamente, montare effettivamente il cilindro in rete metallica sulla piattaforma. Dopo aver messo la rete metallica, è necessario verificare che il segnale radio inizi a essere danneggiato. Ciò significa che le onde elettromagnetiche che la radio dovrebbe ricevere vengono interrotte dal posizionamento della rete metallica.
- Usa i telefoni cellulari e verifica che possano effettuare o ricevere chiamate. Successivamente, avvolgi uno dei telefoni all'interno di un foglio di alluminio e quando effettui una chiamata da questo telefono, noterai che il segnale è bloccato.
Qualche esempio
Alcuni esempi di gabbia di Faraday oggi possono essere visti in più esempi tratti dalla vita di tutti i giorni. Uno di questi è quando andiamo avanti un ascensore o in un edificio in grata metallica. In questi posti, i nostri telefoni cellulari non funzionano. Succede anche con il microonde. Per evitare che le onde fuoriescano all'esterno, viene realizzata una gabbia di Faraday per evitare effetti nocivi sulla salute. Anche gli abiti speciali dei tecnici elettrici sono gli stessi.
Se abbiamo incontrato la nostra macchina durante un temporale elettrico, rimanendo all'interno del veicolo siamo protetti dai fulmini.
Spero che con queste informazioni possiate saperne di più sulla fauna di Faraday e sulle sue caratteristiche.