¿Qué es la Jaula de Faraday?
Una jaula de Faraday es una caja metálica que
protege de los campos eléctricos estáticos. Se
emplean para proteger de descargas eléctricas,
ya que en su interior el campo eléctrico es nulo.
Debe su nombre al físico Michael Faraday, quien
construyó una en 1836.
Michael Faraday

Newington, 22 de septiembre de 1791 - Londres, 25 de agosto de 1867.

Estudió el electromagnetismo y la electroquímica.

Ha sido conocido principalmente por:
- Descubrimiento de la inducción electromagnética.
- Descubrimiento de las leyes de la electrólisis.

Es considerado como el fundador del electromagnetismo
y la electroquímica.
Michael Faraday

Michael Faraday fue un científico tan importante en
este ámbito que se denominó faradio (F), en su honor,
a la unidad de capacidad eléctrica del SI de unidades.
Efecto “Jaula de Faraday”

El
efecto
jaula
de
Faraday
provoca
que
el
campo
electromagnético en el interior de un conductor en equilibrio sea
nulo.

Esto se debe a que, cuando el conductor está sujeto a un campo
electromagnético externo, se polariza, de manera que queda
cargado positivamente en la dirección en que va el campo
electromagnético, y cargado negativamente en el sentido contrario.

La suma de ambos campos dentro del conductor será igual a 0.
Efecto “Jaula de Faraday”

Esto se pone de manifiesto en nuestra vida
cotidiana ya que muchos de los dispositivos
que empleamos a menudo están provistos
de una jaula de Faraday (microondas,
escáneres, cables, etc).

Otros dispositivos, sin estar provistos de una
jaula de Faraday actúan como tal
(ascensores, coches, aviones, etc).

Por esta razón se recomienda permanecer
en el interior del coche durante una
tormenta eléctrica.
Efecto “Jaula de Faraday”

Una manera de comprobarlo es con una radio sintonizada en una
emisora de Onda Media. Al rodearla con un periódico, el sonido se
escucha correctamente. Sin embargo, si se sustituye el periódico
con un papel de aluminio la radio deja de emitir sonidos: el aluminio
es un conductor eléctrico y provoca el efecto jaula de Faraday.
-Video demostración:
http://www.youtube.com/watch?v=7RKh2JWXx30
Funcionamiento

El funcionamiento de la jaula de Faraday se basa en las propiedades
de un conductor en equilibrio electrostático. Cuando la caja metálica
se coloca en presencia de un campo eléctrico externo, las cargas
positivas se quedan en las posiciones de la red; los electrones, sin
embargo, que en un metal son libres, se mueven en sentido contrario
al campo eléctrico y, aunque la carga total del conductor es cero, uno
de los lados de la caja (en el que se acumulan los electrones) se
queda con un exceso de carga negativa, mientras que el otro lado se
queda sin electrones (carga positiva).
Funcionamiento

Como en el interior de la caja no hay campo, ninguna carga puede
atravesarla; por ello se emplea para proteger dispositivos de cargas
eléctricas. El fenómeno se denomina apantallamiento eléctrico.
Demostración teórica

Supongamos el conductor sin equilibrio electrostático. Suponiendo que la carga en el
interior del conductor es nula, el potencial V en el interior del conductor cumple la ecuación
de Laplace, siendo R la región ocupada por el interior del conductor:

Dado que el conductor está en equilibrio en su superficie no hay corrientes, de modo que el
potencial en su superficie es constante:

En virtud del teorema de unicidad del potencial, el potencial que cumple tales condiciones
es único y puede verse que la solución es trivialmente:

El campo eléctrico en el interior vendrá dado por el gradiente del potencial:

De modo que el campo eléctrico en el interior del conductor es nulo.
Demostración práctica
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La jaula de Faraday