• Wat is een kooi van Faraday?
• Geschiedenis van de kooi van Faraday
• Hoe werkt een kooi van Faraday?
• Hoe maak je een kooi van Faraday?
• Voorbeelden van de kooi van Faraday

We leggen uit wat een kooi van Faraday is, wat de geschiedenis is, hoe het werkt en hoe het is gebouwd. Ook voorbeelden uit het dagelijks leven.

Veel daken functioneren als een kooi van Faraday om het interieur te isoleren van elektriciteit.

Wat is een kooi van Faraday?

Een kooi van Faraday is een container die is bekleed met materialen elektriciteitsgeleiders (zoals metalen platen of gaas) dat werkt als een schild tegen de effecten van a elektrisch veld uit het buitenland komen.

Veel elementen die we in het dagelijks leven gebruiken, passen het kooiprincipe van Faraday toe, bijvoorbeeld: kabels, magnetrons, auto's en vliegtuigen. De vorm en grootte kunnen variëren, evenals de materialen waarmee het is gecoat.

Geschiedenis van de kooi van Faraday

In 1836 voerde Michael Faraday de experimenten uit waarmee hij de isolerende kooi kon bouwen.

De kooi van Faraday is genoemd naar zijn uitvinder, de Britse natuurkundige Michael Faraday (1791-1867), die opmerkte dat een geleidend materiaal alleen aan de buitenkant de effecten van een elektrische ontlading vertoonde. Dit leek erop te wijzen dat de ladingen op de geleider zo waren verdeeld dat de interne elektrische velden werden uitgeschakeld.

Om dit te bewijzen, bedekte Faraday in 1836 de muren van een kamer met aluminiumplaten. Met behulp van een elektrostatische generator bracht hij ontladingen van hoge Spanning buiten genoemde kamer. En met een elektroscoop (een apparaat dat de aanwezigheid van elektrische ladingen in een lichaam) kon verifiëren dat het elektrische veld in de kamer nul was.

Dankzij deze en vele andere experimenten neemt Faraday een prominente plaats in onder de wetenschappers die het mogelijk hebben gemaakt voor de elektriciteit hebben de praktische toepassingen die we vandaag kennen.

Hoe werkt een kooi van Faraday?

Wanneer een elektrisch veld wordt aangelegd op een container die is gecoat met aluminium of metalen gaas, functioneert de container als een elektrische geleider die is gepolariseerd.

Wanneer gepolariseerd, wordt de geleider positief geladen in de richting waarin het externe elektromagnetische veld beweegt en tegelijkertijd wordt hij negatief geladen in de tegenovergestelde richting, waardoor een elektrisch veld wordt gegenereerd dat even groot is maar tegengesteld aan het elektromagnetische veld dat is gepolariseerd. toegepast.

De som van beide velden, binnen de container of kooi van Faraday, zal gelijk zijn aan nul. Dat wil zeggen, geleidende materialen, in aanwezigheid van externe elektrische velden, ordenen hun ladingen op hun oppervlak altijd zo dat het interne elektrische veld nul is.

Hoe maak je een kooi van Faraday?

Een telefoon volledig in aluminium wikkelen, blokkeert het signaal.

Het maken van een kooi van Faraday is eenvoudig: het gaat alleen om het omsluiten van een bepaalde ruimte in een geleidend materiaal. De benodigde materialen zijn vrij toegankelijk: metalen schermen, aluminiumfolie, dozen of zelfs een stalen prullenbak.

Voordat we verder gaan, moeten we rekening houden met het volgende:

• Als we gaas of roosters gaan gebruiken (zoals die voor kippenhokken worden gebruikt), moeten de gaten in die geleider kleiner zijn dan de lengte signaal te blokkeren.
• De binnenruimte moet volledig geïsoleerd zijn, zonder scheuren.
• De dikte van de te gebruiken geleider is afhankelijk van de te blokkeren frequentie.

Er zijn veel manieren om een ​​kooi van Faraday te maken, maar met dit eenvoudige experiment kunnen we het karakteristieke afschermende effect controleren:

• Maak een cilinder met metalen gaas en een aluminium platform.
• Plaats een afgestemde radio op het platform en monteer vervolgens de draadgaascilinder op het platform. Je merkt meteen hoe de radio-uitzending stopt. De elektromagnetische golven die de radio zou moeten ontvangen worden onderbroken door de plaatsing van het gaas.
• Neem twee mobiele telefoons en controleer of ze probleemloos kunnen bellen en gebeld kunnen worden. Wikkel vervolgens een van de telefoons in een vel aluminiumfolie. Wanneer u met deze telefoon belt, zult u merken dat het signaal wordt geblokkeerd.

Voorbeelden van de kooi van Faraday

Het principe van de werking van kooien van Faraday is terug te vinden in vele voorbeelden uit het dagelijks leven:

• Wanneer we merken dat onze mobiele telefoons niet werken in een lift of in een gebouw gemaakt van metalen roosters, worden we geconfronteerd met een manifestatie van het principe van de kooi van Faraday.
• Onze magnetronovens zijn uitgerust met kooien van Faraday om te voorkomen dat golven ontsnappen naar het buitenland en een schadelijk effect hebben op onze Gezondheid.
• De speciale pakken van elektrotechnici die hoogspanningsleidingen repareren.
• Bij het besturen van een auto tijdens een onweersbui, wordt aanbevolen om in het voertuig te blijven, omdat de lichamen zullen functioneren als een kooi van Faraday in het aangezicht van bliksem.
• Metaalfolies of gaas worden ook geplaatst op de wanden van MRI-laboratoria waar MRI's worden uitgevoerd, om te voorkomen dat golven ontsnappen en om de gezondheid van operators te beschermen.
• Cyberaanvallen hebben geleid tot een aanzienlijk aanbod van producten om de elektromagnetische golven die door eventuele hackers worden verzonden, te remmen. Verscheidene Bedrijf Ze bieden accessoires om onze apparaten onzichtbaar te maken op het gebied van draadloze verbindingen: hoezen voor autosleutels, rugzakken, enveloppen, portemonnees of aktetassen vervaardigd volgens het principe van de kooi van Faraday.