Explicamos o que é uma gaiola de Faraday, sua história, como funciona e como é construída. Além disso, exemplos da vida cotidiana.
O que é uma gaiola de Faraday?
Uma gaiola de Faraday É um recipiente coberto com materiais eletricamente condutores (como placas ou malhas metálicas) que funciona como escudo contra os efeitos de um campo elétrico proveniente do exterior.
Muitos itens que usamos no dia a dia aplicam o princípio da gaiola de Faraday, por exemplo: cabos, fornos de micro-ondas, carros e aviões. A sua forma e tamanho podem variar, assim como os materiais com que é revestido.
Veja também: Lei de Faraday
História da gaiola de Faraday
Gaiola de Faraday Tem o nome de seu inventor, o físico britânico Michael Faraday. (1791-1867), que observou que um material condutor apresentava os efeitos de uma descarga elétrica apenas em seu exterior. Isto parecia indicar que As cargas do condutor foram distribuídas de tal forma que cancelaram os campos elétricos internos.
Para provar isso, em 1836, Faraday cobriu as paredes de uma sala com chapas de alumínio. Usando um gerador eletrostático, ele aplicou choques de alta tensão na parte externa da sala. E com um eletroscópio (dispositivo que permite detectar a presença de cargas elétricas em um corpo) ele conseguiu verificar que dentro da sala o campo elétrico era zero.
Graças a esta e a muitas outras experiências, Faraday ocupa um lugar de destaque entre os cientistas que possibilitaram que a eletricidade tivesse os usos práticos que conhecemos hoje.
Como funciona uma gaiola de Faraday?
Quando um campo elétrico é aplicado a um recipiente coberto com malha de alumínio ou metal, o referido recipiente funciona como um condutor elétrico que polariza.
Quando polarizado, o condutor fica carregado positivamente na direção em que o campo eletromagnético externo se move e, ao mesmo tempo, fica carregado negativamente na direção oposta, gerando um campo elétrico igual em magnitude, mas oposto ao campo eletromagnético que foi aplicado.
A soma dos dois campos, dentro do referido contêiner ou gaiola de Faraday, será igual a zero. Ou seja, os materiais condutores, na presença de campos elétricos externos, sempre dispõem suas cargas em sua superfície de forma que o campo elétrico interno seja zero.
Como fazer uma gaiola de Faraday?
Fazer uma gaiola de Faraday é simples: envolve apenas encerrar um certo espaço dentro de um material condutor. Os materiais necessários são bastante acessíveis: malha metálica, papel alumínio, caixas ou até mesmo uma lata de lixo de aço.
Antes de prosseguir, devemos levar em consideração o seguinte:
- Se vamos usar malhas ou grades metálicas (como as usadas em galinheiros), os orifícios desse condutor devem ser menores que o comprimento do sinal que se deseja bloquear.
- O espaço interior deve estar totalmente isolado, sem fissuras.
- A espessura do condutor a ser utilizado dependerá da frequência que se deseja bloquear.
Existem muitas maneiras de fazer uma gaiola de Faraday, mas com este experimento simples podemos verificar seu efeito de blindagem característico:
- Prepare um cilindro com malha metálica e uma plataforma de alumínio.
- Coloque na plataforma um rádio ligado e sintonizadoe, em seguida, monte o cilindro de malha metálica na plataforma. Você notará imediatamente como a transmissão de rádio é interrompida. As ondas eletromagnéticas que o rádio deveria receber são interrompidas pela colocação da malha.
- Pegue dois celulares e verifique se eles conseguem fazer e receber ligações sem dificuldade. Então embrulhe um dos telefones dentro de uma folha de papel alumínio. Ao fazer uma ligação para este telefone, você notará que o sinal está bloqueado.
Exemplos da gaiola de Faraday
O princípio segundo o qual as gaiolas de Faraday funcionam pode ser observado em vários exemplos da vida cotidiana:
- Quando percebemos que em um elevador ou dentro de um prédio feito de grades metálicas nossos celulares não funcionam, estamos diante de uma manifestação do princípio da gaiola de Faraday.
- Nosso Fornos de microondas Estão equipados com gaiolas de Faraday para evitar que as ondas escapem para fora e tenham efeitos nocivos à saúde.
- Los ternos especiais de técnicos elétricos que reparam linhas de alta tensão.
- Ao dirigir um carro Durante uma tempestade, é recomendado permanecer dentro do veículo, pois sua carroceria funcionará como uma gaiola de Faraday contra raios.
- Nas paredes do Laboratórios de ressonância magnética Nos locais onde são realizadas imagens de ressonância magnética, também são colocadas chapas ou malhas metálicas para evitar a fuga das ondas e proteger a saúde dos operadores.
- Los ataques cibernéticos geraram uma importante oferta de produtos para inibir ondas eletromagnéticas enviadas por potenciais hackers. Diversas empresas oferecem acessórios para tornar nossos dispositivos invisíveis no campo das conexões sem fio: capas para chaves de carros, mochilas, envelopes, carteiras ou pastas fabricadas sob o princípio da gaiola de Faraday.
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Referências
- “Gaiola de Faraday” na Wikipedia
- “Gaiola de Faraday” na Universidade Autônoma do Estado de Hidalgo
- “Gaiola de Faraday” em Eletrostática
- “Como funciona uma gaiola de Faraday” em engenharia interessante