Sangkar FaradayDari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas

Pintu masuk ke sebuah ruang Faraday

Sangkar Faraday atau tameng Faraday adalah sebuah ruang tertutup yang terbuat dari

bahan-bahan penghantar listrik. Ruangan itu mampu merintangi medan listrik statik eksternal.

Medan listrik statik eksternal akan menyebabkan muatan listrik di dalam bahan yang

konduktif untuk menyalurkan kembali diri mereka sendiri. Hal ini kemudian membatalkan

efek medan listrik statik di bagian dalam sangkar. Efek ini bisa digunakan untuk melindungi

peralatan elektronik dari sambaran petir dan lucutan/pengosongan (Bahasa Inggris:

discharge) elektrostatik yang lain.

Pada tingkatan yang lebih luas, sangkar Faraday juga melindungi bagian interior dari radiasi

elektromagnetik jika konduktor tidak cukup tebal dan lubang apapun jauh lebih kecil dari

panjang gelombangnya radiasi. Sebagai contoh, prosedur tes komputer forensik komponen

maupun sistem elektronik yang membutuhkan lingkungan tanpa gangguan elektromagnetik

dapat dilakukan di dalam sebuah ruang cadar (Bahasa Inggris: screen room). Pada dasarnya

ruang cadar adalah labolatorium atau wilayah kerja yang benar-benar tertutup oleh satu atau

lebih dari satu lapisan jaringan logam halus atau pelat logam terperforasi. Lapisan logam

dihubungkan ke permukaan bumi untuk menghilangkan arus listrik yang timbul dari medan

elektromagnetik eksternal, dan dengan begitu merintangi gangguan elektromagnetik dalam

jumlah besar. Aplikasi sangkar Faraday ini dijelaskan dalam penamengan elektromagnetik.

SejarahTahun 1836, Michael Faraday mendapati bahwa muatan di sebuah konduktor bemuatan

hanya berada di bagian luarnya dan tidak memengaruhi apapun yang berada di dalam

konduktor tersebut. Untuk mendemonstrasikan fakta ini, dia membuat sebuah ruangan yang

dilapisi dengan lembaran tipis dari logam dan mengatur agar lucutan bervoltase tinggi dari

sebuah generator/pembangkit elektrostatik menyambar apapun yang berada di luar ruangan.

1

Dengan menggunakan sebuah elektrometer, Faraday membuktikan tidak adanya muatan

listrik di bagian dalamnya tembok ruangan itu.

Sebelumnya efek yang sama telah diprediksi oleh Francesco Beccaria (1716-1781) di

Universitas Torino, seorang murid dari Benjamin Franklin, yang menyatakan bahwa ‘’semua

listrik pergi ke permukaan bebasnya benda dan tidak tersebar ke substansi interiornya.”

Kemudian, fisikawan dari Belgia bernama Louis Melsens (1814-1886) mengaplikasikan

prinsip konduktor bercahaya. Konsep ini diteliti pula oleh Gauss (Permukaan Gauss).

Cara kerja sangkar FaradayMedan listrik eksternal menyebabkan muatan tersusun kembali sehingga menghapus medan

di dalamnya.

Sangkar Faraday dipahami sangat baik sebagai sebuah pendekatan ke konduktor berongga

yang ideal. Medan listrik yang diaplikasikan secara eksternal menghasilkan gaya pada

berbagai pembawa muatan (biasanya elektron) di dalam konduktor, menimbulkan arus listrik

yang menyusun kembali muatan. Begitu muatan telah tersusun kembali, maka medan terapan

di bagian dalam akan terhapus.

Jika muatan ditempatkan di dalam sebuah sangkar Faraday yang tidak dihubungkan ke tanah,

maka permukaan bagian dalam sangkar akan bermuatan (caranya sama seperti muatan

eksternal yang sudah dijelaskan sebelumnya) untuk mencegah eksistensi medan di bagian

dalam tubuh sangkar. Namun, pemuatan permukaan bagian dalam ini akan mendistribusikan

lagi muatan di dalam tubuh sangkar. Hal ini mengisi permukaan luar sangkar dengan muatan

yang besarnya sama dengan permukaan bagian dalamnya sangkar. Begitu muatan internal

dan permukaan bagian dalam saling menghapuskan, penyebaran muatan di permukaan luar

tidak dipengaruhi oleh posisi muatan internal di dalam sangkar. Jadi sangkar akan

menimbulkan medan listrik yang sama, hanya dengan diisi oleh muatan yang berada di

bagian dalam.

Jika sangkar dihubungkan ke tanah maka kelebihan muatan akan pergi ke tanah, bukannya

pergi ke permukaan luar. Jadi permukaan bagian dalam serta muatan internal akan saling

menghapuskan dan bagian sangkar yang lain akan tetap netral.

Sangkar akan menghalangi medan listrik eksternal biarpun bagian dalamnya mengandung

beberapa muatan dan sebuah medan listrik. Inilah sebuah konsekwensi dari asas superposisi

dan fakta bahwa persamaan Maxwell adalah linear.

Sebuah sangkar Faraday takkan melindungi muatannya dari medan magnet statis. Namun,

medan magnet yang berubah sangat cepat menciptakan medan listrik sesuai dengan

2

persamaan Maxwell. Konduktor menghapuskan medan listrik dan dengan begitu

menghilangkan pula medan magnet. Ketebalan dan tebal kulit material tembok mengatur

frekuensi dimana sangkar menekan medan elektromagnet. Medan magnet yang statis atau

berubah perlahan-lahan mampu menembus sangkar; berlawanan dengan medan magnet yang

berubah dengan cepat.

Sangkar Faraday di dunia nyata Scanner MRI biasanya diletakkan di dalam sangkar Faraday.

Telepon genggam dan radio tidak menerima sinyal saat berada di dalam elevator

maupun di berbagai struktur yang sama. Sejumlah bahan arsitektur tradisional

bertindak sebagai perisai Faraday dalam prakteknya. Ini termasuk plester berbilah

logam dan beton yang diperkokoh dengan batang penguat (Bahasa Inggris: rebar).

Bahan-bahan tersebut memengaruhi penggunaan telepon dan jaringan nirkabel di

dalam bangunan serta rumah.

Komponen elektronik yang bisa rusak akibat muatan statis, seperti sirkuit terpadu dan

kartu ekspansi, dikirimkan dalam sangkar Faraday yang terdiri dari tas-tas spesial

yang terbuat dari plastik bersifat konduktif, yang disebut kantong antistatis.

Kabel koaksial , yang kenyataannya merupakan kabel data yang terbungkus oleh

konduktor yang fleksibel, bisa berfungsi sebagai sebuah sangkar Faraday.

Agar murid-muridnya tidak mencontek (melalui pesan teks dengan menggunakan

ponsel) di dalam ujian, seorang guru di Inggris melapisi setiap ruang ujian dengan

sangkar Faraday.[1]

Mobil dan pesawat berfungsi sebagai sangkar Faraday saat disambar petir. Kulit

bagian luar dan kerangka dari logamnya kendaraan membuat muatan listrik mengalir

menjauhi para penumpang. Hal ini berbeda dari klaim yang menyatakan ban-ban

sebuah mobil menyebabkan sambaran petir mencapai tanah. Namun, sinyal radio dan

ponsel masih bisa mencapai bagian dalam kendaraan sebab panjang gelombang

keduanya jauh lebih kecil dari jendela mobil dan bukaan lainnya dalam kerangka

konduktifnya kendaraan.

Acara MythBuster di Discovery Channel pernah menggunakan sangkar Faraday yang

terbuat dari jaring kuningan (Bahasa Inggris: brass mesh) untuk menghilangkan

sinyal radio yang telah mengganggu konsistensi sebuah eksperimen.

Dalam sejumlah lingkungan ilmiah seperti National Radio Astronomy Observatory di

Greenbank, West Virginia, sangkar Faraday digunakan untuk menutupi ruang

3

peralatan komputer. Sangkar menghalangi gelombang elektromagnetik yang bisa

mengacaukan data dan merusak teleskop radio. Berbagai eksperimen bertegangan

tinggi yang berdenyut menggunakan pula sangkar Faraday untuk melindungi

peralatan elektronik yang sensitif dari pulsa elektromagnetiknya eksperimen. Dalam

konteks ini, sangkar sering pula dijuluki “ruang cadar”.

Sangkar Faraday juga telah dipasangkan di dalam pakaian khusus yang membolehkan

para pekerja yang menangani tegangan tinggi langsung duduk di saluran listrik.[2] Hal

ini telah berhasil di lakukan oleh kru PDKB PT. PLN (Persero)[butuh rujukan]

Sinyal Wi-Fi seringkali terhalang di dalam bangunan yang memiliki metal siding.

Saluran logam internal di kebanyakan barang elektronik konsumen, serta casing dari

logam di sebagian besar komputer pribadi, bertindak sebagai sebuah sangkar Faraday

untuk mengurangi gangguan ke dan dari piranti lainnya.

Rumah ber-siding dari aluminium memiliki sebagian besar karakteristik fisik sebuah

sangkar Faraday, kecuali jendela dan lantai. Struktur bertipe ini terkenal menghalangi

Radio Cuaca NOAA dari menerima sinyal yang akurat, khususnya jika penerima tidak

ditempatkan dengan benar di dalam rumah.[3]

Efektivitas sangkar atau perisai Faraday tergantung pada panjang gelombang medan listrik

atau elektromagnetik yang ingin dihalangi. Tingkat kualitas sangkar juga tergantung pada tipe

maupun ketebalan logam yang digunakan di dalam sangkar

Referensi1. ̂ http://www.theregister.co.uk/2006/09/25/exam_cages/

2. ̂ glumbert - High Power Job

3. ̂ http://www.srh.noaa.gov/topics/attach/html/msb01-01.htm

4