JAULA DE
FARADAY
Cuando una carga eléctrica se acumula en el
exterior de una caja metálica, los electrones en el metal que la conforman, se
desplazan para anular toda carga que se encuentre en la parte interna. Esto
precisamente es lo que descubrió Michael Faraday con la jaula de Faraday,
que no se puede hacer pasar una carga eléctrica al interior de una caja de
metal o cubierta con una malla eléctrica.
En qué consiste la jaula de Faraday
La jaula de Faraday consiste en
un envase conformado por un material conductor, como el caso de una malla
de alambre o varias planchas de metal, lo que hace que la concentración de
campos electrostáticos genere que, en su interior, no se produzcan intercambios
de cargas eléctricas, sirviendo de protección o de blindaje
eléctrico y generando que todas sus cargas negativas radiquen en un sólo
lado de la jaula y no se mezclen con las cargas positivas.
El aislamiento o impedimento de penetración
de cargas eléctricas, conocido como efecto Faraday, radia en un
conductor de equilibrio nulo el cual anula los campos externos y se polariza de
manera que queda únicamente con cargas positivas en dirección en que va el
campo electromagnético, y los electrones (carga negativa), al sentido
contrario. Produciendo que el conductor al polarizarse genere un campo
eléctrico donde las cargas serían nulas.
Funcionamiento
El debido funcionamiento de una jaula de
Faraday se sustenta en las propiedades encontradas en el conductor
electrostático, ya que, al colocarse la caja de metal o aluminio en presencia
de un campo eléctrico externo, las cargas positivas quedan atrapadas en la red;
los electrones a su vez, se mueven al sentido contrario del campo eléctrico.
Aunque la carga total del conductor sea cero, uno de los lados de la caja se
mantiene con un exceso de carga negativa, generando a su vez que el otro lado
se quede sin electrones, produciendo únicamente carga positiva. La caja
metálica (o en su defecto, de aluminio), es capaz de repeler las
cargas positivas encontradas en su posición original, mientras que los
electrones (de carga negativa), se acomodan en sentido
contrario al campo magnético generado (lo repele), formando así uno
de los lados del contenedor con exceso de carga negativa, mientras el otro lado
se queda sin carga.
Su funcionamiento en la cotidianidad radica,
por ejemplo, en el uso de los microondas para el calentamiento de
alimentos. A su vez, inventos como el automóvil, que es capaz de proteger
de un impacto eléctrico producido por un rayo a sus ocupantes;
como dispositivos electrónicos, como teléfonos móviles, dispositivos
de audio, entre otros; dado a que estos emplean el principio de la jaula de
Faraday con el fin de evitar interferencias y ruidos entre otros
altavoces y micrófonos.
Aplicaciones y usos de una jaula de Faraday
La aplicación y utilidad de una jaula de
Faraday se sigue usando en dispositivos de la cotidianidad, donde no sólo
Faraday revoluciona aspectos de la ciencia sino de la vida diaria en general, como, por ejemplo:
Presentar seguridad contra relámpagos o
rayos: Tanto como los automóviles como los aviones, se encuentra sometidos
a la intemperie de una tormenta con carga eléctrica, estos medios de transporte
deben proteger a sus tripulantes, por dicho motivo, su estructura se
acondiciona como una jaula de Faraday, brindando seguridad en su interior.
La necesidad de trajes de protección: Tanto
como técnicos como especialistas en trabajar con materiales de alta tensión y
cargas de electricidad, se ven expuestos al ser afectados por el medio en el
que trabajan, por lo tanto, se realizan trajes de protección, los cuales actúan
como jaulas de Faraday al repeler las cargas de alta tensión, protegiendo al
usuario de recibir un impacto eléctrico.
Los motores eléctricos: El prototipo de
motor de Faraday sirvió de punto de partida para los motores eléctricos que
logran verse años posteriores, el propuesto por Faraday era primitivo, pero a
su vez complejo, lo que hace que se conozcan a los motores como hoy en día.
Los aislantes e inhibidores: A partir de
las teorías de Faraday se observa que algunos lugares pueden demandar cierta
estructura metálica la cual a su vez crea una especie de jaula de Faraday, esto
en la cotidianidad genera que algunos sitios sufran de mala cobertura dado a
que se impiden que las ondas salgan del edificio.
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