Faradayren kaiola

Faradayren kaiola izenarekin ezagutzen duguna jatorri elektromagnetikoko efektu bat da, zeinetan oreka elektroestatikoan dagoen eroale baten barnean eremu elektrikoa nulua den. Laburbilduz, kaiola hori eremu elektromagnetikoak blokeatzeko gai den kutxa metaliko bat da. Bere izena Michael Faraday fisikari britainiarrari dagokio, berak asmatu baitzuen.

Historia

Michael Faraday (Surrey, Ingalaterra, 1791ko irailaren 22a - Hampton Court, Ingalaterra, 1867ko abuztuaren 25a) britainiar zientzialaria eta XIX. mendeko fisikari nabarmen bat izan zen. Familia xume baten barnean jaioa, familiaren egoera ekonomiko txarragatik, txikitatik lan egiten hasi zuen. Lehenengo egunkari banatzaile lanetan eta geroago, hamalau urte zituela, liburutegi batean laguntzen.^[1] Garai honetan artikulu zientifikoak irakurtzen hasi zen, eta honek bultzatu zuen bere lehenengo esperimentuak egitera.

Sir Humphry Davyk kimikariak emandako konferentzia batzuetara entzule moduan joan ondoren, Davyri bere laborategi laguntzailetzat har zezala eskatu zion. Honela, Davyren laguntzaileetako batek bere lanpostua utzi zuenean Faraday gazteari eskaini zion bere ordez lan egiten hastea. Laster kimikaren munduan nabarmentzen hasi zen, eta honela, bentzeno konposatu kimikoa aurkitu zuen, besteak beste.

Urte batzuk geroago, Hans Christiran Oersted zientifiko daniarrak korronte elektrikoek eragindako eremu magnetikoak aurkitu zituen. Aurkikuntza hauetan oinarrituta, 1831. urtean indukzio elektromagnetikoaren aurkikuntzara bideratu zuten hainbat esperimentu hasi zituen Faradayk. Ondoren, bere hurrengo ikerlanak elektrizitate estatikoari buruz izan ziren. Bide honen bidez frogatu ahal izan zuen karga elektrikoa eroaleen kanpoko azaleretan biltzen dela, eroalearen barnean dagoen karga elektrikoaren menpe egon gabe. Aurreko baieztapen hau, 1836-an Faradayren kaiola aurkitzeko lehenengo pausua izan zen.

Faradayk elektromagnetismoaren alorrean egin zituen aurkikuntzak eta aurrerapenak oso garrantzitsuak izan ziren. Hauen ondorioz, karga elektrikoa neurtzen duen unitateari Faraday (F) izena jarri zioten.

Funtzionamendu printzipioa

Faradayren kaiola oreka elektrostatikoan dagoen eroale baten ezaugarrietan oinarritzen da.^[2] Kutxa metalikoa kanpoko eremu elektriko baten menpe jartzean, karga positiboak bere hasierako posizioan geratuko dira. Aitzitik, elektroiak askeak direnez eremu elektrikoaren kontrako norantzan mugitzen hasiko dira. Elektroien mugimendu hau honako indar honengatik gertatzen da:

${\vec {F}}=e\cdot {\vec {E}}$

Non, e elektroiaren karga eta ${\vec {E}}$ kutxari aplikatutako eremu elektrikoa diren. Egoera honetan, kutxaren alde batean gehiegizko karga negatiboa metatzen den bitartean, beste aldea postiboki kargatuta geratuko da, blokeo egoera bat gertatuz. Egitura-eroalearen polarizazio honek, jatorrizko eremu elektrikoaren kontrako norabidea duen beste eremu berri bat sortaraziko du. Matematikoki eremuen batura eginez, kutxaren barrualdean eremu biak elkar deuseztatuko dute. Hona hemen printzipio hau ulertzen lagunduko duen irudi eskematiko bat:

Adibide praktikoak

Kutxaren barrualdean inolako eremu elektrikorik ez dagoenez, kargek ezin dute kutxaren hormak zeharkatu. Fenomeno honi apantailamendu elektrikoa deritzo. Gaur egun, babes metodo hau oso erabilia da gailu elektronikoak kanpoko interferentzia elektromagnetikoetatik babesteko. Hala ere, eguneroko bizitzan erabiltzen diren hainbat gailu eta tresnek Faradayren kaiolaren printzipio bera daukate. Hona hemen adibide hauetako batzuk.

Mikrouhin-labea: Janaria berotzeko erabiltzen den tresnarik ohikoenak Faraday kaiolaren printzipio bera darabil. Honela, janaria berotzeko erabiltzen dituen uhinek bertatik ez ateratzea bermatzen da.^[3]
Kotxea: Esaera herrikoia da ekaitz batetik aterpetzeko kotxe baten barruan sartzeko. Izan ere, ibilgailuen karrozeria metalikoak Faradayren kaiola bat eratzen du tximisten kontra babestuz.
Hegazkinak: Zaila suertatzen da hegazkin baten barrutik telefono seinalea eskuratzea. Hain zuzen ere, hegazkinen kanpoko txapa metalikoak bere kontrolerako barne zirkuitu elektrikoak babesten ditu. Arrazoi berberagatik eskatzen da mugikorrak eta beste gailu elektronikoek "hegazkin modua" delakoa aktibatzea, hauek igortzen dituzten seinaleek kontrol zirkuituetan ez eragiteko.
Linea elektrikoekin lan egiten duten langileen jantziak: Tentsio altuko lineetan mantentze-lanak gauzatzen dituzten langile teknikoek deskarga elektrikoen kontra babesteko jantzi berezi batzuk dira. Hauek gomaz eta pantaila metaliko batez eginda daude, langileak elektrokutatzea ekiditen du.

Hauetatik aparte, beste hainbat egoeratan aurkitu ditzakegu Faraday kaiolaren aplikazioak, hala nola Biomedikuntzako laborategietan, telekomunikazioko instalazioetan, igogailuetan eta audioko gailuetan.

Erreferentziak

↑ (Gaztelaniaz) Rivera, Nicolás. (2014-07-09). «Michael Faraday, el hombre que llevó la electricidad más allá» Hipertextual (Noiz kontsultatua: 2019-12-13).
↑ «Electrostática. Jaula de Faraday» www2.montes.upm.es (Noiz kontsultatua: 2019-12-13).
↑ (Gaztelaniaz) Gigahertz 2009, Joan Carles López Sancho. «LA JAULA DE FARADAY» Stop contaminación electromagnética (Noiz kontsultatua: 2019-12-13).

Ikus, gainera

Kanpo estekak

Datuak: Q208138
Multimedia: Faraday cages / Q208138

[1] (Gaztelaniaz) Rivera, Nicolás. (2014-07-09). «Michael Faraday, el hombre que llevó la electricidad más allá» Hipertextual (Noiz kontsultatua: 2019-12-13).

[2] «Electrostática. Jaula de Faraday» www2.montes.upm.es (Noiz kontsultatua: 2019-12-13).

[3] (Gaztelaniaz) Gigahertz 2009, Joan Carles López Sancho. «LA JAULA DE FARADAY» Stop contaminación electromagnética (Noiz kontsultatua: 2019-12-13).

[1]

[2]

[3]