Gaiola de Faraday

Rafael C. Asth

Professor de Matemática e Física

Gaiola de Faraday foi um experimento de Michael Faraday em 1836, a partir do qual um dispositivo tecnológico de mesmo foi desenvolvido.

Através do experimento, o químico Faraday provou o efeito da blindagem eletrostática, ou seja, mostrou haver “espaço neutro” num campo elétrico.

Uma gaiola de Faraday é uma estrutura feita de metal que bloqueia campos elétricos e magnéticos externos, funcionando como um escudo. Ela protege equipamentos sensíveis, como celulares e computadores, de interferências eletromagnéticas.

Quando uma onda eletromagnética atinge a gaiola, os elétrons nos metais se movem para neutralizá-la, impedindo que entre. É como uma proteção contra sinais de rádio e outras fontes de radiação.

Funcionamento de uma Gaiola de Faraday

Uma superfície condutora isola o espaço interno. Ela funciona como um escudo eletrostático, bloqueando efetivamente o campo elétrico de penetrar em seu interior. Aqui está como funciona uma gaiola de Faraday:

1. Condutividade do Material:

   • Uma gaiola de Faraday é geralmente construída com materiais altamente condutores, como metal. Isso pode incluir malhas metálicas, grades, ou até mesmo uma estrutura sólida de metal.
2. Distribuição de Carga:
   • Quando um campo elétrico externo é aplicado à superfície da gaiola, as cargas elétricas livres no material condutor se redistribuem. Isso ocorre de tal forma que as cargas respondem ao campo aplicado, criando um campo elétrico interno oposto e cancelando o campo externo.
3. Efeito de Blindagem:
   • O campo elétrico externo é bloqueado pela gaiola de Faraday devido à redistribuição das cargas elétricas no material condutor. Essa redistribuição de cargas cria um campo elétrico interno dentro da gaiola que é oposto e de magnitude semelhante ao campo externo, resultando em um cancelamento efetivo do campo elétrico na gaiola.
4. Isolamento Interno:
   • Como resultado desse efeito de blindagem, o interior da gaiola de Faraday se torna praticamente isolado do campo elétrico externo.

Aplicações tecnológicas do experimento de Faraday

Uma descoberta científica abre oportunidades para desenvolvimento de suas aplicações. O uso prático da ciência permite o avanço tecnológico em diversas áreas.

A partir do experimento da Gaiola de Faraday, seu princípio foi aplicado em diversas áreas.

Proteção de Equipamentos Eletrônicos

As gaiolas de Faraday são frequentemente usadas para proteger equipamentos eletrônicos sensíveis de interferências eletromagnéticas externas.

Proteção de Dispositivos de Comunicação

Dispositivos de comunicação sensíveis, como equipamentos de transmissão de rádio, antenas e sistemas de comunicação sem fio, muitas vezes são protegidos por gaiolas de Faraday.

Proteção de Veículos

Carros e aviões podem incorporar características que funcionam de maneira semelhante a uma gaiola de Faraday para proteger os sistemas eletrônicos.

Proteção de Equipamentos Sensíveis em Ambientes Industriais

Equipamentos sensíveis em ambientes industriais, como salas de controle de fábricas ou instalações de processamento, podem ser protegidos por gaiolas de Faraday para evitar interferências eletromagnéticas.

Para-Raios

Os para-raios são dispositivos instalados no topo de edifícios, como casas, para atrair os raios e conduzi-los com segurança para o solo. Eles consistem em hastes metálicas conectadas a cabos condutores enterrados profundamente no solo.

Fazendo sua própria Gaiola de Faraday em casa (experimento)

Uma experiência que comprova o princípio da blindagem eletrostática pode ser feita em casa. Para tanto você precisará de um aparelho celular que esteja a funcionar normalmente e de papel de alumínio.

Envolva o aparelho celular no papel de alumínio sem deixar nenhuma brecha. O telefone deve estar ligado. Após embrulhar o aparelho, utilize outro celular para ligar para o número do celular embrulhado e se surpreenderá com o fato de o aparelho estar sem rede.

Isso acontece porque as ondas eletromagnéticas que permitem a realização das chamadas, fica isolada ou nula, ou seja, bloqueada para qualquer tipo de comunicação.

Importa referir que as ondas eletromagnéticas são o resultado da liberação das fontes de energia elétrica e magnética.

Quer saber mais? Leia:

• Eletrostática
• Eletrostática: Exercícios
• Constante de Faraday
• Ondas Eletromagnéticas
• Campo elétrico

Rafael C. Asth

Professor de Matemática licenciado, pós-graduado em Ensino da Matemática e da Física e Estatística. Atua como professor desde 2006 e cria conteúdos educacionais online desde 2021.