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Titolo: gabbia di faraday

Salve a tutti!
 
Lavoro in un lab di elettroencefalografia ed abbiamo un rumore a 50 Hz di
tutto rispetto. Il filtro notch ci risolve i problemi, ma vorremmo andare
alla radice del problema. C'è chi ci ha detto che bisogna fare un impianto
di terra ad hoc, ecc.
 
Noi abbiamo realizzato, con della rate metallica, a maglie di un cm
quadrato, una gabbia che ha ridotto drasticamente il rumore di rete
elettrica.
 
Ma come funziona questa gabbia? Mi spiego. Io ricordo bene la situazione
elettrostatica: un conduttore, pieno o cavo, carico ha, in condizioni di
equilibrio un potenziale ovunque uguale ed un campo elettrico nullo, ad
eccezione che sulla sua superficie, dove esso è ovunque normale e di
intensità legata alla densità di carica che, a sua volta, dipende dalla
geometria (maggiore laddove il raggio di curvatura è minore, ecc.). La
spiegazione user friendly era che le cariche tendono a distanziarsi il più
possibile, per via della reciproca repulsione; la spiegazione rigorosa
coinvolgeva il teorema di Gauss.
 
Ma come vanno le cose nel caso di campi elettrici variabili? Come vanno per
i fulmini? Come la mettiamo con i campi magnetici presenti nelle onde e.m.?
 
A me basta una risposta semplice sul come funziona nel nostro lab! In
particolare sembra non cambiare nulla se non si collega la gabbia a terra
con un cavo (parlo della terra elettrica dell'edificio o, anche, di un
semplice termosifone).
Ho letto che le cariche elettriche della rete creano un "controcampo" che
in parte neutralizza quello esterno: insomma, lo stesso principio della
condizione statica, ma con continue variazioni legate alla variabilità del
campo disturbante.
Ma allora qual è l'utilità di mettere a terra la gabbia?
 
Infine: su alcuni testi ho trovato degli strani diagrammi che illustravano,
a seconda della frequenza sa schermare, lo spessore ed il materiale da
utilizzare: si parlava di lamine piene e di spessori di 6-7 mm! La nostra
rete oltre ad eseere bucata ha fili di un mm di spessore: è forse un
fenomeno diverso?
 
Sarei grato a chi facesse un po' di chiarezza sulle mie confuse idee!
Grazie,
Denny

 fenomeno diverso?
 
Prova a guardare di che frequenze parlano in quei casi.
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 quello di terra.
 
Immagino che vista l'applicazione di tipo elettromedicale,
un ulteriore e coercitivo motivo per mettere a terra la
gabbia metallica sia la protezione dal rischio di elettrocuzione,
evitando cosi' che in conseguenza di un difetto di isolamento
dell'apparecchiatura la gabbia possa eventualmente portarsi
a un potenziale pericoloso rispetto a terra.
 
Ciao
-- 
Giorgio Bibbiani

 Prova a guardare di che frequenze parlano in quei casi.
 
Vedo di riorganizzare la domanda. Io so che la gabbia di Faraday ha a che
fare solo con i campi statici. A quel punto non è importante la
resistività, non è importante la messa a terra e non sono previsti fori o
aperture. Se fori ci sono, non entra in gioco il concetto di lunghezza
d'onda, ma il campo non sarà realmente nullo nelle immediate prossimità
delle aperture, ma solo vicino alle parti chiuse o nella zona più
"centrale" della gabbia.
 
La ragione per cui i metalli schermano le onde em è un'altra ed ha a che
vedere con la conducibilità dei metalli. A questo punto, se la
conducibilità è significativamente alta, possiamo considerare quello che
avviene entro il metallo come equivalente al transitorio che abbiamo nel
caso di campo statico negli istanti immediatamente seguenti
all'applicazione del campo stesso. A quel punto, il susseguirsi di
variazioni, per induzione elettromagnetica, determina l'insorgere di un
campo em che tende ad annullare quello incidente. Le onde em vedono come
"piena" anche una rete con maglie di dimensioni inferiori ad 1/4 (mi pare!)
della lunghezza d'onda dell'onda e.m. incidente. In questa sede trascuro
del tutto la riflessione alle interfacce.
 
Gli spessori che ho trovato riguardano l'effetto pelle e, per frequenze
come quella di rete, dicono che ci vogliono molti mm di spessore. Ora, per
effetto pelle intendiamo la capacità del campo variabile di essere
assorbito entro i primi strati di atomi del metallo su cui incide. Ad alte
frequenze il campo si annulla più in superficie; per frequenze basse,
invece, richiede più spazio. 
 
I miei problemi sono tre:
- è corretto quanto sopra?
- nel caso della mia rete, di spessore esiguo, il campo di certo entra
nella gabbia (non per i fori, ma per l'effetto pelle): tuttavia la
questione dell'effetto pelle non mi dice di quanto il campo si attenui
lungo il metallo, sebbene io abbia misurato nel mio lab una sorta di totale
inefficienza della gabbia: perché?
- come mai le cose cambiano drasticamente mettendo a terra la gabbia e che
nesso ha la terra con l'effetto pelle e con la presenza di aperture?
 
Grazie!

 Grazie!
 

 non conosco ancora la risposta.
 
prima di scrivere qui, ho studiato molti post sull'argomento presenti in
questo NG. Molte risposte illuminanti venivano, non me ne vogliano gli
altri, da Elio Fabri. Elio, se sei in ascolto, perché non ci soccorri
sollevandoci dai nostri dubbi?
Grazie, e scusate per il riferimento individuale.
 
D.

 Grazie!
 

 D.
 
Forse rispondendo qui non avevi avuto modo di leggere lo sviluppo dei 
mie ragionamenti, nel post del 9 Giugno ore 15.43, in mancanza di una 
risposta in merito da parte di Elio Fabri potresti rispondere a quel 
mio post, che al momento mi sembra un contributo qualitativamente 
valido.