Gaiola de Faraday

No interior de uma casca esférica metálica oca pende por um fio uma pequena esfera metálica.

O que ocorre se elétrons livres forem transferidos à esfera?

Depende se o fio é isolante ou condutor.

Esfera pendurada c/ fio ISOLANTE

Os elétrons livres em  excesso ficam na esfera; eles ocasionam polarização de cargas:  a superfície interna da casca fica com cargas positivas e a externa, com negativas.

Campo elétrico interno

As cargas negativas da esfera e as positivas da superfície interna da casca metálica criam um campo elétrico interno.

Esfera pendurada c/ fio CONDUTOR

Os elétrons se espalham para mais longe possível; passam a ocupar a superfície externa da casca onde eles se acumulam.

Campo elétrico interno

 Os elétrons em excesso se distribuem de tal forma que gerem campos que se anulam mutuamente no interior da casca esférica; assim o campo elétrico resultante interno é nulo.

Em  qualquer condutor eletrizado ─ oco ou não ─  fato semelhante tem ação :  as cargas elétricas em excesso se distribuem pela superfície externa do condutor.

Para qualquer formato de condutor, as cargas se distribuem de modo que o campo elétrico resultante interno seja nulo. Deste modo, se um condutor receber uma faísca elétrica e ficar eletrizado, as cargas se alojam na superfície externa do condutor.

 Esse efeito é conhecido como "blindagem elétrica", princípio  das "Gaiolas de Faraday".

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Mais sobre Gaiolas de Faraday

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Mais sobre Gaiolas de Faraday

Para provar o efeito da blindagem elétrica, em 1836, o cientista britânico Michael Faraday ( 1791 - 1867) revestiu as paredes de uma sala com lâminas metálicas que ficou conhecida como "Gaiola de Faraday"  e produziu com uma máquina eletrostática descargas de alta tensão no lado externo da sala.

Verificou que um eletroscópio no interior da sala não acusou excesso de cargas elétricas.

Um avião a jato cuja fuselagem é totalmente metálica é um bom exemplo de "Gaiola de Faraday".

Ao ser atingido por uma descarga elétrica, as cargas se espalham pela fuselagem, não atingindo a parte interno do avião.

O efeito da Gaiola de Faraday também é usada para blindar ondas  eletromagnética, seja de dentro para fora como de fora para dentro.

Por exemplo, a câmara de cozimento de um forno microondas é uma "Gaiola de Faraday" que não deixa escapar microondas (tipo de ondas eletromagnéticas)  para o ambiente, mas para isto a placa de vidro da porta  contém uma tela condutora cuja malha é adequada para o comprimento de onda das microondas.

 

Gaiola de Faraday Caseira

A Gaiola de Faraday Caseira consta de um cilindro de diâmetro 15 cm e altura 35 cm e dois quadrados de 18 x 18 cm  feitos de tela metálica com malhas  3 x 3 mm.

 

O cilindro de tela é colocado sobre um dos quadrados de tela (e ligado a terra); na outra extremidade, coloca-se o outro quadrado. Tem-se a Gaiola de Faraday Caseira.

 

A figura mostra um eletroscópio de folha dentro de uma Gaiola Caseira; as cargas que saltam do eletróforo como faíscas ou que se transferem por contacto, se espalham pela superfície externa do  da Gaiola; por isso o eletroscópio permanece neutro.

 

 

 

Uma outra forma de se construir uma Gaiola de Faraday  é cobrir - totalmente - uma caixa de papelão com papel alumínio. A desvantagem é que não se pode enxergar as folhas do eletroscópio para verificar se ele se eletriza ou não.

 

Embrulhar um radinho de pilha em funcionamento com papel alumínio, não deixa ondas de radio (um tipo de ondas eletromagnéticas) atingirem o radio; por isso, ele não funciona quando embrulha por um papel metálico, como o papel alumínio.

Uma Gaiola de Faraday feito de tela metálica, se tiver malhas bem finas, também  pode blindar ondas de rádio .