Gaiola de Faraday

2001/11/01 Ares, Felix Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Fisika

Colle una desas pequenas radios comúns que funcionan con pilas. Acenda a radio, colla una sinal de radio e empezo a escoitala co auricular. A continuación, recoller a radio con papel de aluminio e deixar fóra unicamente os cables dos auriculares. Enseguida descubrirás que a radio xa non se ouve.

Queres saber cal é o motivo. “Por que non se escoita a radio agora?”. Deixouse pasar a resposta ao sinal electromagnético emitida polo emisor porque o papel de aluminio non contén. Non é obrigatorio o aluminio, xa que ocorre o mesmo con calquera bo condutor eléctrico. A caixa que construímos en aluminio é a gaiola de Faraday.

Pero –dirasme– non ten forma de gaiola.

A verdade é que non ten forma de gaiola. Propóñoche outro experimento. Facer uns orificios en papel de aluminio. Quizá agora penses que poderemos pasar o sinal de radio polos orificios e escoitala. Escoita atentamente. Ouves algo? Non, non? A radiación electromagnética non pasa polos orificios.

A radio emite ondas electromagnéticas. Cada radio emite ondas a unha frecuencia determinada. Por exemplo, as radios AM entre 560 kHz e 1.100 kHz e as de tipo FM entre 88 MHz e 104 MHz. Lembrade que “k” significa mil e M o millón. Cando sintoniza a túa radio favorita, elixes una das frecuencias dispoñibles.

O sinal electromagnético está formado por dous campos, o eléctrico e o campo magnético. Tomemos por un momento unicamente o campo eléctrico. A amplitude (número de voltios) desta zona vai oscilando. É dicir, ten diferentes valores. Por exemplo, parte do valor cero, sobe, chega a 1 volt, baixa, volve a cero, faise negativo, chega a -1 voltios, sobe e volve a cero.

Este percorrido 010-10 denomínase ciclo ou Hertz.

Se dicimos que a radio emite a 560 kHz, estamos a dicir que ese sinusoide repítese 560.000 veces por segundo. O sinal de radio viaxa á velocidade da luz. Isto significa que percorre nun segundo 300.000 km. Así que se tomamos 300.000 e dividimos entre 560.000, teremos a lonxitude (en metros) dun ciclo (1 Hz). Esta lonxitude denomínase lonxitude de onda. Paira 560 kHz a lonxitude é de 536 metros.

Se tomamos 88 MHz (FM) o mesmo, veremos que só a lonxitude de onda é de 3,4 metros. Como o buraco que fixemos no noso papel de aluminio é menor que a lonxitude de onda, resúltalle imposible pasar.

Si en lugar de recoller con papel de aluminio introducimos a radio nunha gaiola de ferro, pasa o mesmo e non ouvimos a radio, xa que a distancia entre as barras de ferro é menor que a lonxitude de onda.

Así, coa caixa realizada con barras de ferro conectadas ao chan, Faraday demostrou que a electricidade estática non afecta á que está dentro da gaiola, de aí o nome de “gaiola”.