La gabbia di Faraday è stata una delle invenzioni più geniali – se così possiamo dire – degli anni ’80-’90 e che oggi ci permette di non avere paura dei fulmini.
Comprenderne il funzionamento è in realtà facile e viene utilizzata in svariati campi e situazioni, anche comuni. Vediamo cos’è e come può salvarci la vita, ma prima… Qualche cenno sull’autore!
Michael Faraday: chi era
Michael Faraday è stato un fisico e un chimico britannico, ma la sua gioventù non fu affatto facile. Iniziò a lavorare all’età di 13 anni e a causa del suo ceto sociale, non poteva permettersi studi.
Durante l’apprendistato presso una libreria locale, ebbe modo di leggere svariate opere tra cui The Improvement of the Mind di Isaac Watt. Da allora, sviluppo una passione incondizionata per le scienze, studiando fisica e chimica da auto-didatta.
Ma grazie ad eventi fortuiti e il buon occhio per i talenti di alcuni professori importanti, iniziò a studiare regolarmente presso alcuni dei migliori istituti e da lì… Formulò la legge di Faraday e la gabbia che prese il suo nome.
La legge dell’induzione elettromagnetica
Conosciuta anche come legge dell’induzione elettromagnetica, la legge di Faraday è stata una svolta per gli scienziati; Faraday la formulò nella prima metà degli anni ’80, grazie alle altre teorie e leggi precedenti sull’elettricità e campo magnetico ad opera di altri grandi scienziati.
Ecco che cosa dice la legge:
In un circuito si genera una differenza di potenziale di intensità pari alla variazione nel tempo del flusso del campo magnetico che attraversa il circuito stesso.
Ok, detta così ci sembra qualcosa di incomprensibile… Ecco quindi la formula:
ΔV=ΔΦ(B)/Δt
Ancora nulla? E’ normale… “ΔV” sta per la differenza di potenziale, Δt sta per la durata dell’intervallo di tempo. Sappiamo che “B” in fisica sta per “campo magnetico” e che “Φ(B)” sta per “flusso del CM”.
Da qui, la formula tradotta in parole nella legge sopra descritta! In parole povere, un campo magnetico variabile genera una corrente indotta, ovvero la corrente si crea se varia ΔΦ(B). Ma perché è così importante?
La gabbia di Faraday: concetti e applicazioni
La legge di Faraday fu la base che portò alla realizzazione della gabbia, come esperimento per dimostrare la veridicità delle sue teorie.
Una carica genera nello spazio un campo elettrico, polarizzando ciò che gli sta attorno. Una carica molto forte è in grado di polarizzare anche l’aria e, le cariche positive del terreno e le cariche negative nell’aria, generano una scarica elettrica che comunemente chiamiamo fulmini.
Ma se noi mettiamo nella direzione del campo elettrico un conduttore cavo, la carica all’interno sarà 0, ovvero nullo! Per dimostrare ciò, Faraday costruì una gabbia metallica collegandovi all’esterno e all’interno degli elettroscopi a foglie.
Lui si infilò all’interno e avviò un generatore di cariche tanto da creare un campo elettrico di dimensioni tali da provocare dei fulmini. Gli elettroscopi all’esterno si aprirono, quelli all’interno no. Ciò ha dimostrato come – in presenza di campi elettrici – all’interno di una gabbia (appunto di Faraday) il campo sia nullo.
Lui non riportò ferite ovviamente, ma solo soddisfazione.
La gabbia di Faraday può salvarci la vita? Si
Oggi giorno, la gabbia di Faraday viene applicata in diversi contesti e ci salva sicuramente la vita. Basti pensare agli aerei, il cui rivestimento esterno è stato progettato a mò di gabbia per scaricare le cariche dei fulmini verso un’estremità, senza conseguenze per l’aereo e i passeggeri.
Le auto sono sicuramente un altro esempio dove viene applicata la legge e la scoperta di Faraday. Di fatti, durante una tempesta di fulmini, l’auto è il posto più consigliato dove ripararsi in quanto la carica del fulmine viene scaricata sulla superficie.
E che ci crediate oppure no, anche l’amato forno a microonde è costruito secondo la gabbia di Faraday ma… Al contrario. Infatti, se una carica elettro-magnetica si trova all’interno della gabbia, si genera un campo all’interno ma non all’esterno.
In pratica, rimane bloccata all’interno della gabbia ed è il principio con cui vengono costruiti i forni a microonde, onde evitare che le onde elettro-magnetiche si propaghino all’esterno durante il suo utilizzo (quella famosa griglietta che vedete allo sportello).
