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Páginas: 9 (2053 palabras)
Publicado: 2 de junio de 2014
EE 1: Jaulas de Faraday
RESUMEN
En este laboratorio, podrás:
1 Aprender acerca de las jaulas de Faraday, y por qué funcionan.
2 Considerar cómo la jaula de Faraday se puede utilizar de forma práctica para mejorar los experimentos de registro neuronal.
3 Observar los pasos para la construcción de una jaula de Faraday, y hacer una prueba de esta jaula en un ambiente ruidoso.
OBJETIVOSAntes de realizar este práctico debieras:
revisar los parámetros de los experimentos de grabación neural (es decir, el tipo de señal grabada, el tamaño de la señal, la forma en que dicha señal se amplifica, etc.);
aprender acerca de las cargas y los campos eléctricos, y las leyes que rigen sus interacciones.
Después de hacer esta práctica de laboratorio debieras ser capaz de:
explicar por quéuna jaula de Faraday puede ser importante para conseguir buenos registros neuronales;
describir cómo una jaula de Faraday impide que una señal electromagnética cruce su superficie;
diseñar y construir una jaula de Faraday para tu uso experimental propio.
MATERIALES
Malla/pantalla metálica
Listones de madera (tilo de 3/16 por 1/4 pulgadas es una buena opción)
Cable de pinzas de cocodriloEngrapadora
Tijeras de trabajo pesado
Sierra caladora
Regla
SpikerBox con una pata de cucaracha
Fuentes de energía “ruidosas”...un computador conectado a un enchufe, lámparas fluorescentes, etc.
INTRODUCCIÓN
Una jaula de Faraday es un recipiente hecho de material conductor, como por ejemplo una malla de alambre o planchas de metal, que protege lo que encierra de campos eléctricosexternos. En nuestros experimentos, una jaula de Faraday se puede utilizar para evitar la interferencia electromagnética externa (IEM, o ruido) que interfiere con nuestras grabaciones neuronales. Como ya sabes, las señales neuronales que registramos son muy pequeñas (del orden de micro-voltios), así que usamos nuestros Spikerbox para amplificar estas pequeñas señales a una amplitud lo suficientementegrande par a que podamos escucharlas y registrarlas. Sin embargo, dependiendo de nuestro ambiente pueden existir emisiones electromagnéticas, de radio, microondas, u otros tipos de emisiones invisibles que pueden viajar a través del aire e interactuar con las agujas de metal y el cable que utilizamos como electrodos. El metal luego propaga la señal de ruido como una antena a nuestras grabacionesneuronales, lo que interfiere o incluso ahoga nuestras grabaciones, causando que en el peor de los casos, lo único que escuchemos sea ¡una estación de radio! Una jaula de Faraday se puede utilizar para bloquear muchas de estas fuentes de ruido.
La jaula de Faraday lleva el nombre del científico del 1800 Michael Faraday, pero para entender cómo funciona la jaula nos remitiremos aotro famoso científico, Charles-Augustin de Coulomb. Coulomb trabajó mucho en la dinámica de partículas cargadas y los campos eléctricos que generan. Coulomb determinó que el campo eléctrico, E, en un radio r de distancia de una carga estacionaria puntual, Q, podría ser calculado por la siguiente ecuación:
,
Donde ε0 es la permitividad del espacio libre y er es el vector unitario radial.
Si noentiendes esta matemática (algún día la entenderás), básicamente significa que la intensidad del campo eléctrico disminuye cuanto más lejos estés de una fuente eléctrica. Si estás manejando por la carretera y notas por ejemplo como una estación de radio se “desvanece” (deja de sonar), es porque te estás alejando de la torre de transmisión.
El mensaje es que esta ley sienta las bases para unarelación matemática que relaciona la carga y el campo eléctrico dentro de un volumen fijo de espacio. Una jaula de Faraday encierra un volumen fijo de espacio, y, si la jaula está hecha de material conductor, la característica clave de este de esta jaula es que evita que cargas externas induzcan campos eléctricos dentro de ese volumen. Aquí están dos de las principales reglas que rigen este efecto...
RESUMEN
En este laboratorio, podrás:
1 Aprender acerca de las jaulas de Faraday, y por qué funcionan.
2 Considerar cómo la jaula de Faraday se puede utilizar de forma práctica para mejorar los experimentos de registro neuronal.
3 Observar los pasos para la construcción de una jaula de Faraday, y hacer una prueba de esta jaula en un ambiente ruidoso.
OBJETIVOSAntes de realizar este práctico debieras:
revisar los parámetros de los experimentos de grabación neural (es decir, el tipo de señal grabada, el tamaño de la señal, la forma en que dicha señal se amplifica, etc.);
aprender acerca de las cargas y los campos eléctricos, y las leyes que rigen sus interacciones.
Después de hacer esta práctica de laboratorio debieras ser capaz de:
explicar por quéuna jaula de Faraday puede ser importante para conseguir buenos registros neuronales;
describir cómo una jaula de Faraday impide que una señal electromagnética cruce su superficie;
diseñar y construir una jaula de Faraday para tu uso experimental propio.
MATERIALES
Malla/pantalla metálica
Listones de madera (tilo de 3/16 por 1/4 pulgadas es una buena opción)
Cable de pinzas de cocodriloEngrapadora
Tijeras de trabajo pesado
Sierra caladora
Regla
SpikerBox con una pata de cucaracha
Fuentes de energía “ruidosas”...un computador conectado a un enchufe, lámparas fluorescentes, etc.
INTRODUCCIÓN
Una jaula de Faraday es un recipiente hecho de material conductor, como por ejemplo una malla de alambre o planchas de metal, que protege lo que encierra de campos eléctricosexternos. En nuestros experimentos, una jaula de Faraday se puede utilizar para evitar la interferencia electromagnética externa (IEM, o ruido) que interfiere con nuestras grabaciones neuronales. Como ya sabes, las señales neuronales que registramos son muy pequeñas (del orden de micro-voltios), así que usamos nuestros Spikerbox para amplificar estas pequeñas señales a una amplitud lo suficientementegrande par a que podamos escucharlas y registrarlas. Sin embargo, dependiendo de nuestro ambiente pueden existir emisiones electromagnéticas, de radio, microondas, u otros tipos de emisiones invisibles que pueden viajar a través del aire e interactuar con las agujas de metal y el cable que utilizamos como electrodos. El metal luego propaga la señal de ruido como una antena a nuestras grabacionesneuronales, lo que interfiere o incluso ahoga nuestras grabaciones, causando que en el peor de los casos, lo único que escuchemos sea ¡una estación de radio! Una jaula de Faraday se puede utilizar para bloquear muchas de estas fuentes de ruido.
La jaula de Faraday lleva el nombre del científico del 1800 Michael Faraday, pero para entender cómo funciona la jaula nos remitiremos aotro famoso científico, Charles-Augustin de Coulomb. Coulomb trabajó mucho en la dinámica de partículas cargadas y los campos eléctricos que generan. Coulomb determinó que el campo eléctrico, E, en un radio r de distancia de una carga estacionaria puntual, Q, podría ser calculado por la siguiente ecuación:
,
Donde ε0 es la permitividad del espacio libre y er es el vector unitario radial.
Si noentiendes esta matemática (algún día la entenderás), básicamente significa que la intensidad del campo eléctrico disminuye cuanto más lejos estés de una fuente eléctrica. Si estás manejando por la carretera y notas por ejemplo como una estación de radio se “desvanece” (deja de sonar), es porque te estás alejando de la torre de transmisión.
El mensaje es que esta ley sienta las bases para unarelación matemática que relaciona la carga y el campo eléctrico dentro de un volumen fijo de espacio. Una jaula de Faraday encierra un volumen fijo de espacio, y, si la jaula está hecha de material conductor, la característica clave de este de esta jaula es que evita que cargas externas induzcan campos eléctricos dentro de ese volumen. Aquí están dos de las principales reglas que rigen este efecto...
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