Abschirmung elektrischer Felder
Elektrische Felder können mit Hilfe von Leitern abgeschirmt werden.
Bereits MICHAEL FARADAY (1791–1867) wies 1836 nach, dass eine solche Abschirmung nicht nur durch massive Leiter, sondern auch durch Metallgitter und -streben erfolgt. Eine Anordnung von Leitern, durch die ein Raum von elektrischen Feldern abgeschirmt wird, nennt man Faradayschen Käfig.
Versuch:
Bringt man einen geladenen Körper in die Nähe eines Elektroskops, so schlägt der Zeiger des Elektroskops aufgrund von Influenz aus.
Stellt man das Elektroskop jedoch in einen Metallkäfig, so schlägt der Zeiger nicht aus. Das Innere des Käfigs ist feldfrei.
Gäbe es nämlich ein elektrisches Feld im Inneren, könnte man zwischen zwei Punkten A und B des Käfigs eine Feldlinie zeichnen.
Um eine negative Probeladung von A nach B zu bringen, müsste Energie aufgewendet werden, zwischen A und B würde also eine Spannung bestehen.
Dann würde jedoch ein Strom sofort einen Ladungsausgleich bewirken.
Das Innere des Käfigs ist also feldfrei.
Ein solcher Faradayscher Käfig schützt vor statischen Aufladungen und auch vor Blitzen. Beim Blitz sorgt der leitende Käfig für einen schnellen Abfluss der Ladung, so dass sich im Inneren des Käfigs kein elektrisches Feld aufbauen kann.
Ein Beispiel für einen solchen Faradayschen Käfig ist die Karosserie eines Autos. Auch bei einem Blitzeinschlag bleibt der Raum im Inneren feldfrei. Personen sind damit im Inneren eines Autos geschützt. Das gilt selbst für Cabrios bei geschlossenem Dach.
Faradaysche Käfige in Form einer metallischen Hülle (Alufolie oder Drahtgeflecht) nutzt man auch in Kabeln oder elektronischen Geräten, um diese vor störenden elektrischen Feldern abzuschirmen.
