Jaula de Faraday, o que é, como funciona e onde é utilizada no mundo moderno

Em 1836, o físico inglês M. Faraday inventou um dispositivo para proteger equipamentos de todos os tipos de campos eletromagnéticos. Apesar da idade venerável da invenção, ela ainda é relevante hoje. Esta é uma gaiola de Faraday. Eu vou te contar sobre isso hoje.

O que é uma gaiola de Faraday e como funciona

Portanto, este dispositivo é uma gaiola, que é feita de metal com alta condutividade elétrica e na maioria dos casos é aterrada. E o princípio de operação deste dispositivo é extremamente simples:

Sob a influência de um campo eletromagnético externo dentro do metal da célula, os elétrons livres começam a se mover. Como resultado, os lados opostos da célula da estrutura adquirem tal carga que o campo formado por ela tende a compensar o efeito do campo eletromagnético externo.

Mas uma gaiola de Faraday é incapaz de proteger contra um campo magnético constante ou que muda lentamente. Por exemplo, em tal gaiola, a bússola ainda aponta corretamente para o norte, o que nos diz que as linhas magnéticas da Terra penetram livremente no volume interno da gaiola.

Para filtrar a radiação de alta frequência, o tamanho da célula deve ser menor que o comprimento de onda da radiação.

Além disso, a eficácia da blindagem depende diretamente da forma do material condutor.

Nesse caso, a seguinte dependência é traçada: quanto mais rápido muda o campo eletromagnético, mais o material resiste à penetração do campo na célula.

Mas, ao mesmo tempo, o seguinte também é verdadeiro: quanto mais alta a frequência do campo, melhor ele penetra na malha com um tamanho de célula fixo.

Se a fonte de um campo eletromagnético alternado for colocada dentro de uma gaiola de Faraday não aterrada, pode-se observar que as ondas eletromagnéticas são menos amortecidas do que as que chegam.

Nota. É um equívoco comum que a gaiola de Faraday bloqueie completamente o campo eletromagnético. Ela (a célula) apenas minimiza seu efeito e o grau dessa diminuição depende dos seguintes fatores:

1. Tamanho da célula e condutividade elétrica do metal da célula.

2. A frequência e a forma da onda eletromagnética.

3. Distância da fonte de radiação.

4. O poder da fonte de estudo.

E descobriu-se que uma gaiola feita de folhas sólidas de aço é muito mais eficaz na supressão da radiação do que qualquer malha.

O uso de células de Faraday no mundo moderno

Portanto, o princípio de operação é claro e extremamente simples, agora vamos ver onde essas células são usadas agora. E para isso não precisamos ir aos laboratórios, mas apenas ir até a cozinha e olhar o microondas.

Seu corpo é feito de metal sólido, e um metal especial é aplicado à porta transparente folha de ferro perfurada com uma célula de 1 a 3 mm, que bloqueia com sucesso a radiação com um comprimento de onda de 12 cm.

Além disso, se você olhar para o cabo de televisão mais comum, verá uma capa de proteção nele, que também é uma gaiola de Faraday.

As gaiolas modificadas também são usadas em trajes de proteção especiais para o pessoal de serviço de subestações com tensões acima de 330 kV.

Mesmo esses poucos exemplos são suficientes para entender que a invenção do grande M. Faraday vive e é muito usado no mundo moderno. Se gostou do artigo, então curta e obrigado pela atenção!