Gaiola de Faraday

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Um campo elétrico externo faz com que as cargas se rearranjem, cancelando o campo interno.

Gaiola de Faraday foi um experimento conduzido por Michael Faraday para demonstrar que uma superfície condutora eletrizada possui campo elétrico nulo em seu interior dado que as cargas se distribuem de forma homogênea na parte mais externa da superfície condutora (o que é fácil de provar com a Lei de Gauss), como exemplo podemos citar o Gerador de Van de Graaff.

-No experimento de Faraday foi utilizada uma gaiola metálica, que colocou um isolante e uma cadeira de madeira e sentou-se, deu-se uma descarga elétrica,e nada aconteceu a ele, e provou que um corpo dentro da gaiola poderia permanecer lá, isolado e sem levar nenhuma descarga elétrica pois os elétrons se distribuem em sua parte exterior da superfície.

Gaiola de Faraday no FISL 14 (2013).

Normalmente hoje em dia são utilizadas pela banda "ARC ATTACK" dos Estados Unidos, para poderem ficar entre as descargas de alta tensão geradas pelas grandes bobinas de Tesla, sem nenhum dano ou queimadura. A gaiola de Faraday também é muito aplicada em equipamentos eletrônicos para evitar interferências eletromagnéticas.

Quando objetos condutores em forma de barra possuem uma carga líquida, por exemplo, estas buscarão as extremidades opostas, devido à repulsão eletrostática entre cargas de mesmo sinal. Isto ocorre devido à tendência natural de cargas elétricas de mesmo sinal é de ocuparem regiões de maior distância possível umas das outras, de modo a minimizar a diferença de potencial eletrostático, causando um efeito chamado de blindagem eletrostática. como cascas esféricas tem carga líquida, estas se distribuirão na superfície externa da mesma.

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Um condutor, quando carregado, tende a espalhar suas cargas uniformemente por toda a sua superfície. Se esse condutor for uma esfera oca, por exemplo, as cargas irão se espalhar pela superfície externa, pois a repulsão entre as cargas fazem com que elas se mantenham o mais longe possível umas das outras. Os efeitos de campo elétrico criados no interior do condutor acabam se anulando, obtendo assim um campo elétrico nulo.

O mesmo acontece quando o condutor não está carregado, mas está em uma região que possui um campo elétrico causado por um agente externo. Seu interior fica livre da ação desse campo externo, fica blindado. Esse efeito é conhecido como blindagem eletrostática.

Para provar esse efeito, o físico britânico Michael Faraday fez, em 1836, um experimento para provar os efeitos da blindagem eletrostática. Ele construiu uma gaiola de metal carregada por um gerador eletrostático de alta voltagem e colocou um eletroscópio em seu interior para provar que os efeitos do campo elétrico gerado pela gaiola eram nulos. O próprio Faraday entrou na gaiola para provar que seu interior era seguro. Esse experimento ficou conhecido por “Gaiola de Faraday”.

Assim, a blindagem eletrostática também ficou conhecida por gaiola de Faraday e esse efeito é muito utilizado em nosso dia a dia. Como exemplos podemos citar os carros e aviões, que atuam como gaiolas de Faraday, nos protegendo caso sejamos atingidos por uma descarga elétrica, contrariando o pensamento popular de que os pneus do carro é que fazem essa proteção. Construções também são feitas utilizando blindagem eletrostática, a fim de proteger equipamentos eletrônicos. Essa blindagem pode ser vista facilmente, para isso pegue um celular ou um rádio ligado e embrulhe-o em papel alumínio. O alumínio vai agir como a gaiola de Faraday, o celular e o rádio poderão perder o sinal.