Wikisage is op 1 na de grootste internet-encyclopedie in het Nederlands. Iedereen kan de hier verzamelde kennis gratis gebruiken, zonder storende advertenties. De Koninklijke Bibliotheek van Nederland heeft Wikisage in 2018 aangemerkt als digitaal erfgoed.
- Wilt u meehelpen om Wikisage te laten groeien? Maak dan een account aan. U bent van harte welkom. Zie: Portaal:Gebruikers.
- Bent u blij met Wikisage, of wilt u juist meer? Dan stellen we een bescheiden donatie om de kosten te bestrijden zeer op prijs. Zie: Portaal:Donaties.
Kooi van Faraday
Kooi van Faraday, genoemd naar Michael Faraday, is de benaming voor een kooivormige constructie van elektrisch geleidend materiaal zoals koper of ijzer die er voor zorgt dat statische elektrische velden niet tot binnen de kooi kunnen doordringen, vanwege dat de kooi bijvoorbeeld geaard is (zie afbeelding). De kooi is wel doordringbaar voor statische magnetische velden zoals het aardmagnetisch veld. De kooi biedt bescherming tegen statische ontladingen zoals bliksem.
In de praktijk wordt de term "kooi van Faraday" tegenwoordig hoofdzakelijk gebruikt voor ruimtes die elektromagnetische straling buitensluiten: elektromagnetisch dode ruimtes. Als vuistregel geldt dat een kooi van Faraday ook ondoordringbaar voor elektromagnetische straling, als de maaswijdte kleiner is dan een tiende van de golflengte van die straling; dit is overigens afhankelijk van de gewenste uitdoving. De golflengte van een magnetron is ongeveer 12 cm en de maaswijdte ongeveer een mm, zodat er een zeer goede afscherming is. Voor het afschermen van een magnetisch veld worden series van gesloten doosjes van mumetaal gebruikt.
Ontvangst van radiosignalen is in een kooi van Faraday daarom niet mogelijk. Het uitzenden van radiosignalen door een zender met antenne in een kooi van Faraday is ook niet mogelijk. Allerlei stoorvelden, zoals van bliksem, hebben in een kooi van Faraday geen invloed; vandaar dat kritische natuurkundige experimenten vaak in een dergelijke kooi gedaan worden. Een dichte auto werkt als kooi van Faraday, maar vanwege de grote ramen is ontvangst van hoge frequenties zoals voor GSM (golflengte 33 cm) in de auto nog wel mogelijk. In het programma Top Gear heeft men het principe van de kooi van Faraday getest met een Volkswagen Golf. De presentator kon na een inslag van 600.000 volt ongedeerd de auto verlaten[1].
Werking
De werking met betrekking tot elekromagnetische afscherming berust op het verschijnsel dat een wisselend magnetisch veld een inductiespanning opwekt. Deze spanning zal in de geleidende wand van de kooi een stroom laten lopen die een secundair magnetisch veld opwekt dat het oorspronkelijke veld tegenwerkt. Door alle ribben van een kubus geleidend te maken, ontstaat binnen de kubus een veldvrije ruimte. Dit geldt echter alleen voor frequenties waarvan de golflengte groter is dan de afmeting van de kubus. Indien voor hogere frequenties afscherming nodig is, dient men de wanden te voorzien van metaal met een kleinere maaswijdte, bijvoorbeeld kippengaas, of de kubus volledig te vervaardigen van geleidende platen. Voor kritische elektronische onderdelen worden voor dit doel wel kleine metalen dozen gebruikt. Het is dan van belang dat de deksel met veel geleidend lipjes goed contact maakt langs de hele omtrek van de doos.
Praktische toepassing
- De bioscoop Cinemec in Ede heeft zijn grote zaal ingericht als een elektromagnetisch dode ruimte, zodat men tijdens een filmvoorstelling niet gestoord wordt door mobiele telefoons. Deze hebben namelijk geen ontvangst meer in de zaal.
- Microgolfovens bestaan uit een metalen kast, met aan de voorzijde een doorzichtige deur waar een metaalfilm is opgedampt, met gaatjes om hem doorzichtig te maken. Zij vormen dus een kooi van Faraday, om te voorkomen dat elektromagnetische straling naar buiten ontsnapt. Door reflectie aan de geleidende omhulling ontstaat een patroon van knopen en buiken door staande golven. De golflengte is ca 12 cm, dus om de drie centimeter wisselen buiken en knopen elkaar af. Daarom is het nodig het voedsel rond te draaien. Bij de knopen wordt het voedsel namelijk niet verhit. Ook draait er een metalen fan rond die het patroon van knopen en buiken continu verandert[2].
- De ruimte waarin een MRI-scanner staat is afgeschermd met een kooi van Faraday. Het is wel nodig om de ongewenste staande golven door de reflecties van de radiostraling binnen de kooi te dempen, daarvoor zijn speciale maatregelen nodig[3].
- Noodzendertjes voor vliegers bij de Koninklijke Luchtmacht worden afgeregeld en gecontroleerd in een elektromagnetisch dode ruimte.
Referenties
Zie ook de categorie met mediabestanden in verband met Faraday cage op Wikimedia Commons.