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La gabbia di Faraday

By ottobre 3, 2017 0 Commenti

Con gabbia di Faraday si intende qualunque sistema costituito da un contenitore in materiale elettricamente conduttore (o cavo conduttore) in grado d’isolare l’ambiente interno da un qualunque campo elettrostatico presente al suo esterno, per quanto intenso questo possa essere, ma un corpo esterno non sarà altrettanto isolato come quello interno, poiché, la gabbia, essendo attraversata da una carica elettrostatica attiva, una volta raggiunto un elevato potenziale elettrico cercherà di scaricare l’eccessiva potenzialità su corpi vicini esternamente.



È utilizzato il termine gabbia per sottolineare che il sistema può essere costituito, oltre che da un foglio metallico continuo, anche da una rete o una serie di barre opportunamente distanziate. Questo effetto schermante è utilizzato per proteggere ambienti e apparati da campi esterni, come per esempio quelli generati dai fulmini.

Un’altra applicazione si ha in elettronica per eliminare le interferenze di campi elettromagnetici esterni in apparecchi radio e per telecomunicazioni, oppure per evitare la fuoriuscita di campi elettromagnetici da un ambiente, come nel caso del forno a microonde. In quest’ultimo è presente una rete metallica sullo sportello: in questo modo, durante il suo utilizzo, si è schermati dalle microonde mantenendo la possibilità di vedere le pietanze.

L’immagine mostra la distribuzione delle cariche elettriche all’interno di una Gabbia di Faraday

La Gabbia di Faraday in Risonanza Magnetica

In risonanza magnetica la gabbia di Faraday è uno strumento fondamentale in quanto funge da schermatura per tutte le radiofrequenze che potrebbero sporcare il segnale. se pensiamo a tutte le periferiche che ormai tutti i giorni utilizzano le frequenze radio per trasferire dati, dalle radio, al wi-fi, i nostri telefonini, il segnale della televisione, varie interferenze ambientali naturali. Se la risonanza magnetica non fosse schermata creare delle immagini sarebbe impossibile in quanto sarebbe letteralmente immersa tra centinaia di frequenze radio.

L a gabbia di faraday protegge la risonanza magnetica e crea un ambiente interno privo di radiofrequenze parassite, nella foto qui sotto potete vedere come la stanza dove è posizionata la risonanza in realtà è integrata in una “scatola” di materiale conduttivo, dove viene fatta passare una certa corrente in grado di schermare le onde radio creando un dipolo magnetico su di essa. Per questo è importante che la porta venga sempre chiusa perché sono in quel momento la gabbia di faraday entra in funzione a tutti gli effetti.

 

Come usare la gabbia di faraday

Sembrerà banale ma esistono delle piccole regole di comportamento con una gabbia di faraday in risonanza magnetica, ad esempio, non si possono mettere dei fili di materiale conduttore che entrano all’interno della gabbia perché farebbero letteralmente da antenna radio e trasporterebbero alcuni correnti parassite all’interno della sala di risonanza magnetica aumentando il rischio di generazione di artefatti nelle immagini.

Cosa si vede nelle immagini di risonanza se la gabbia non funziona?

Nelle immagini di risonanza si può manifestare un artefatto tipico chiamato zipper che non e’ altro che la corrente che e’ entrata a far parte del sistema ed e’ stata codificata per l’esatta frequenza che aveva nel momento del passaggio di energia alla bobina. Eccone un esempio.

zipper artifact risonanza magnetica encefalo artefatti rumore gradient echo correnti parassite

 

Le brutte linee orizzontali sono delle frequenze che disturbano il segnale che si spalmano lungo la direzione di fase, dunque questa sequenza e’ una sequenza gradient echo(quantità di rumore),t1(il liquor e’ nero),con direzione di fase destra sinistra( direzione artefatti)con parecchie correnti parassite dunque c’e’ qualcosa che permette l’entrata nella gabbia di faraday di questi segnali errati. Per risolvere bisogna controllare la schermatura o controllare che non ci sia un generatore di onde radio all’interno della gabbia, un piccolo alimentatore, una cellulare, un auricolare acceso.

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