Una jaula de Faraday es una caja o una estructura en forma de jaula de material eléctricamente conductor, como cobre o hierro, que evita que los campos eléctricos estáticos penetren dentro de la jaula. La jaula de Faraday lleva el nombre de su inventor, Michael Faraday.
La jaula es permeable a campos magnéticos estáticos como el campo magnético terrestre y a campos eléctricos externos. Por este motivo, la jaula de Faraday brinda sirve para proteger de descargas eléctricas estáticas como los rayos en una tormenta eléctrica.
En la práctica, el término 'jaula de Faraday' se utiliza hoy en día principalmente para habitaciones que excluyen las ondas electromagnéticas. Estos espacios se convierten en espacios muertos sin campos electromagnéticos.
Como regla general, una jaula de Faraday es impermeable a la radiación electromagnética si el tamaño de su malla metálica es inferior a una décima parte de la longitud de onda de esa radiación.
Si la longitud de onda de una jaula de Faraday es mayor que el tamaño de la malla metálica, no será posible la recepción ni emisión de señales de radio dentro de la jaula.
¿Cómo funciona la Jaula de Faraday?
La jaula de Faraday funciona gracias a las propiedades de un conductor eléctrico que está en equilibrio electrostático. En el momento en que un campo eléctrico externo entra en contacto con la jaula las cargas eléctricas positivas se quedan fijas. Sin embargo, los electrones que en un metal son libres empiezan a moverse de un átomo empujados por la fuerza del campo eléctrico.
Los electrones, al tener carga negativa, se mueven en sentido contrario al campo eléctrico. A pesar que la carga eléctrica total del conductor es nula, en uno de los lados de la jaula se concentra un exceso de carga negativa y el lado opuesto queda cargado positivamente. Este movimiento de electrones hace que en el interior de la caja se cree un campo eléctrico de sentido contrario al campo externo.
El resultado de los dos campos eléctricos de sentido contrario provoca que en el interior, el campo eléctrico sea nulo. En el interior de la caja no hay campo eléctrico y por lo tanto ninguna carga la puede atravesar.
Ejemplos de la jaula de Faraday en la vida cotidiana
-
Los hornos de microondas consisten en una caja metálica, con una puerta transparente en la parte frontal donde se ha depositado una película metálica, con agujeros para hacerlo transparente. Esta estructura forma una jaula de Faraday para la radiación de microondas. La radiación del microondas tiene una longitud de onda de aproximadamente 12 centímetros, lo que resulta demasiado grande para escapar por los agujeros.
-
La estructura metálica de un avión forma una jaula de Faraday. Por esta razón, si un avión recibe el impacto de un rayo, los pasajeros no perciben ningún campo eléctrico.
-
La habitación en la que se encuentra un escáner de resonancia magnética está protegida con una jaula de Faraday.
