Una jaula de Faraday

Una jaula de Faraday es una caja metálica que protege de los campos eléctricos estáticos. Debe su nombre al físico michael faraday, que construyó una en 1836. Se emplean para proteger de descargas eléctricas, ya que en su interior el campo eléctrico es nulo.

El funcionamiento de la jaula de Farday se basa en las propiedades de un conductor en equilibrio electrostático. Cuando la caja metálica se coloca en presencia de un campo eléctrico externo, las cargas positivas se quedan en las posiciones de la red; los electrones, sin embargo, que en un metal son libres, empiezan a moverse puesto que sobre ellos actúa una fuerza dada por:

El campo eléctrico resultante en el interior del conductor es por tanto nuloDonde e es la carga del electrón. Como la carga del electrón es negativa, los electrones se mueven en sentido contrario al campo eléctrico y, aunque la carga total del conductor es cero, uno de los lados de la caja (en el que se acumulan los electrones) se queda con un exceso de carga negativa, mientras que el otro lado queda con un defecto de electrones (carga positiva). Este desplazamiento de las cargas hace que en el interior de la caja se cree un campo eléctrico (representado en rojo en la siguiente animación) de sentido contrario al campo externo, representado en azul.

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Como en el interior de la caja no hay campo, ninguna carga puede atravesarla; por ello se emplea para proteger dispositivos de cargas eléctricas. El fenómeno se denomina apantallamiento eléctrico.

Muchos dispositivos que empleamos en nuestra vida cotidiana están provistos de una jaula de Faraday: los microondas, escáneres, cables, etc. Otros dispositivos, sin estar provistos de una jaula de Faraday actúan como tal: los ascensores, los coches, los aviones, etc. Por esta razón se recomienda permanecer en el interior del coche durante una tormenta eléctrica: su carrocería metálica actúa como una jaula de Faraday.

¿COMO FUNCIONA LA JAULA DE FARADAY?

Primero vamos a tratar de comprender cómo funciona la jaula de Faraday.

En su experimento original, Faraday utiliza la hoja de metal para recubrir por completo una habitación.

A continuación, utiliza un generador electrostático de emitir descargas de alto voltaje y la huelga de los exteriores de la habitación.

Una vez que este campo eléctrico externo se aplicó a la sala, los campos eléctricos aplicados ejercen una fuerza sobre los portadores de carga dentro de la habitación. Esto dio lugar a una corriente que se genera hace que los cargos dentro de la sala, se reorganizan. Este reordenamiento de los cargos luego llevó a la cancelación del campo aplicado en el interior, por lo tanto, lo que hace la sala, neutral.

Faraday entonces se utiliza un electroscopio. Un electroscopio es un instrumento científico que se utiliza para detectar y medir la carga eléctrica de un cuerpo en particular.

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