Una caja de Faraday, cuyo principio es utilizado en aplicaciones
tan espectaculares como para proteger a los aviones de los rayos, es un volumen cerrado diseñado para
excluir campos magnéticos, siendo usada como una aplicación de la ley de Gauss.
La ley de Gauss describe las distribuciones de carga en un volumen conductor,
como puede ser una esfera, un cilindro, un toroide, etc. Intuitivamente como las
cargas de un mismo signo se repelen, entonces éstas van a emigrar hacia la
superficie. Para demostrar esta aplicación, el físico Michael Faraday construyó
la famosa caja en 1836 para demostrar la ley de Gauss, siendo el científico
que describió los conceptos involucrados en las ecuaciones de Maxwell. Este
notable científico inglés fue pobre, por lo que se tuvo que educar por sí solo.
A la edad de 14 años entró como aprendiz de un librero, teniendo la oportunidad
de leer numerosos libros, desarrollando un marcado interés por las ciencias,
sobre todo en el campo de la electricidad. Posteriormente fue discípulo de un
famoso químico inglés, por lo que pudo involucrarse de lleno en el mundo de las
ciencias realizando un aporte considerable al desarrollo de la humanidad.
El postulado de Faraday sostiene que las cargas en un
conductor, sólo se sitúan en la superficie de éste, no teniendo influencia en el
interior del cuerpo. Para demostrar el postulado, construyó una habitación
cubierta con una capa de metal (que es conocida como la caja de Faraday),
permitiendo que descargas de alto voltaje desde un generador electroestático
incidieran en la parte de exterior de la habitación. En el interior de la
habitación se introdujo un electroscopio (que es un dispositivo que sirve para
medir la carga eléctrica), para mostrar que no había carga eléctrica en el
interior. Es importante destacar que antes de Faraday, el Italiano Francesco
Beccaria predijo el mismo efecto estipulado en el postulado de Faraday: " Toda
la electricidad va hacia la superficie libre de los cuerpos sin producirse
difusión en el interior".
La aplicación de esta caja, es usada para eliminar
los efectos de los campos eléctricos en los volúmenes, por ejemplo para proteger
a los equipos electrónicos de cortes de luz, así como de otras descargas
electroestáticas. Una caja de Faraday es conocida también como el escudo de
Faraday, terminología que se emplea para referirse para cualquier tipo de escudo
electroestático.
Hoy en día el concepto detrás de una caja de Faraday es
empleado en numerosos artefactos. En los autos modernos si una descarga
eléctrica golpea un automóvil, no afecta a las personas que están en su
interior. En Estados Unidos, numerosos edificios usan el principio de una caja
de Faraday para actuar como escudo contra las tormentas eléctricas. En resumen,
una de esas cosas increíbles que nos acompañan sin llamar la atención.
