A Gaiola de Faraday

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UNIVERSIDADE VEIGA DE ALMEIDA

ENGENHARIA DE PRODUÇÃO

Gaiola de Faraday

RIO DE JANEIRO

2020

1. Objetivo

Este trabalho visa demonstrar experimentalmente os efeitos da chamada Gaiola de Faraday, desenvolvida pelo físico inglês Michael Faraday em 1936, apresentando como a blindagem eletroestática funciona. No seu experimento, ele se colocou no interior de uma estrutura condutora, sentado em uma cadeira de material isolante, e conectou essa estrutura a uma fonte elétrica, demonstrando, que nada  aconteceria a ele. E esse será o objetivo deste trabalho, mostrar como a gaiola de Faraday funciona na prática.

1. Introdução Teórica

A gaiola de Faraday é uma espécie de blindagem elétrica. Ela constitui-se de uma superfície condutora de eletricidade (uma superfície metálica). Quando essa estrutura é eletrizada, o seu interior irá manter um campo elétrico nulo, pois as cargas são distribuidas uniformemente no exterior do material condutor. Logo, ela serve como barreira protetora contra campos elétricos e magnéticos inoportunos. Com isso, é possível perceber que se um corpo for colocado dentro dessa gaiola e a mesma for submetida a uma descarga elétrica, o corpo no seu interior permanecerá intacto, totalmente isolado.

1. Material Utilizado

• Malha metálica
• Alicate
• Ferro de solda
• Solda
• Disco de papel alumínio
• Linha de pesca
• Aste plástica
• Papel higiênico
• Isopor
• Piso
• Cola quente
• Mesa plástica

1. Metodologia

Para a gaiola foi feito um cilindro com tampa à partir da malha metálica, sendo amarrado com os fios da própia malha, e soldado logo após. Para o pêndulo, um disco de papel alumínio foi amarrado à aste plástica pela linha de pesca. A estrutura composta pelas astes plásticas foi colada com cola quente e encaixada no pedaço de isopor que foi colado ao piso, que serve de contrapeso para que toda a estrutura fique fixa.

Observação: Para que a gaiola tivesse seu perfeito funcionamento, foi necessário soldar alguns pontos das junções da malha, pois após alguns testes, percebeu-se que somente a malha amarrada não funcionava corretamente, o disco ainda era atraído pela aste eletrizada, evidenciando que seria preciso que toda a malha estivesse totalmente conectada para que houvesse a perfeita distribuição das cargas pela superfície externa.

Este experimento funciona da seguinte maneira, o pêndulo é colocado sobre uma superfície isolante, logo em seguida uma aste plástica é eletrizada no pedaço de papel higiênico e depois aproximada do disco, neste momento percebe-se que ela atrai esse disco. Depois disso, é colocada a gaiola sobre o pêndulo onde se verifica que esta aste não consegue mais exercer poder de atração sobre o disco, permanecendo o objeto imóvel.

 Dimensões da gaiola: 28 centímetros de altura e 21 centímetros de circunferência aproximadamente.

Dimensões do pêndulo: 25 centrímetros de altura, 8,5 centímetros de largura e 20 centímetros de comprimento aproximadamente.

1. Resultado

Primeiramente foi realizado o experimento sem a gaiola, onde depois de eletrizar a aste plástica e aproximá-la do disco feito de material condutor, pode-se perceber que ele era atraído pela aste. Isso se dá pelo fato de ocorrer atração e repulsão entre os dois corpos pelo processo de indução. As cargas elétricas do disco se movimentam com a aproximação da aste eletrizada, com isso, as cargas negativas se posicionam no lado contrário de onde a aste é aproximada, e as cargas positivas se posicionam no lado onde ocorre a interação. Logo, como a força de atração entre as cargas positivas do disco e as cargas negativas da aste é maior que a força de repulsão entre as cargas negativas dos dois corpos, o disco metálico é atraído pela aste eletrizada.

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