Che Cos'è la Gabbia di Faraday? Principio, Limiti e Applicazioni Moderne

Il principio: le cariche restano sull'involucro

L'esperimento di Michael Faraday del 1836 dimostrò un fatto semplice: un campo elettrico applicato a un guscio conduttivo non penetra nel volume interno; le cariche si ridistribuiscono sulla superficie esterna. Con i campi variabili agisce un meccanismo analogo: l'onda incidente induce nella superficie conduttiva correnti che ne contrastano l'effetto e viene in gran parte riflessa o assorbita.

In pratica la parola 'gabbia' non deve trarre in inganno: l'involucro può essere una lastra come anche una rete o un tessuto. Il parametro critico è il rapporto tra le aperture e la lunghezza d'onda bersaglio.

Fori, fessure e continuità

Un'apertura si comporta bene, grosso modo, se è più piccola di un ventesimo della lunghezza d'onda: per i 2,4 GHz (12,5 cm di lunghezza d'onda) un tulle a maglie millimetriche è un involucro efficace — è questa la fisica dei baldacchini. Salendo di frequenza (5G mmWave), per le stesse prestazioni servono trame più fitte.

Il successo dei sistemi reali è determinato più dalle 'fessure' che dai fori: un giunto non nastrato, un coperchio senza guarnizione, un cavo che attraversa l'involucro. Una fessura lunga e sottile può trasformare la propria area in un'antenna. Per questo nelle applicazioni professionali i giunti vengono ponticellati con nastro conduttivo e gli attraversamenti filtrati.

Applicazioni quotidiane e professionali

• Baldacchini schermanti e tende SAFECAVE: un volume di Faraday personale attorno al letto
• Custodie per chiavi e telefoni (SILVER-SILK): custodia passiva contro il furto d'auto keyless e il tracciamento
• Stanze e armadi protetti: gli involucri strutturali delle sezioni TEMPEST/EMP
• Il test dei dispositivi: il perché 'semi-gabbie' quotidiane come lo sportello del microonde o la cabina dell'ascensore funzionano solo in parte trova risposta nella stessa fisica

Domande Frequenti

Posso costruirmi una gabbia con fogli di alluminio?

Su scala di piccola scatola sì — gli strati di foglio devono essere sovrapposti e senza lacune. Su scala di stanza i tentativi fai da te falliscono in genere per errori su fessure e attraversamenti; senza misurazione non danno alcuna garanzia.

Perché dentro la gabbia il telefono a volte prende?

Se l'involucro non è integro (foro, fessura, passaggio di un cavo) o il materiale è insufficiente a quella frequenza, il segnale filtra. La differenza tra 'prende poco' e 'non prende affatto' è grande in termini di dB.

La messa a terra è indispensabile per Faraday?

Per la riflessione dell'alta frequenza non è indispensabile; è necessaria per la schermatura dei campi elettrici a bassa frequenza e per la sicurezza. Per questo nei nostri prodotti si distingue tra 'HF' e 'HF+BF'.