Michael Faraday Invenções e descobertas
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| Faraday’s Laboratory at the Royal Institution (1870 engraving) |
Michael Faraday foi um dos grandes cientistas da história. Alguns historiadores da ciência referem-se a ele como o maior experimentalista da história da ciência. Foi em grande parte devido aos seus esforços que a eletricidade se tornou uma tecnologia viável.
Ele desenvolveu o primeiro dínamo na forma de um disco de cobre girado entre os pólos de um ímã permanente, o precursor dos modernos dínamos e geradores. De sua descoberta da indução eletromagnética (1831) resultou um vasto desenvolvimento de máquinas elétricas para a indústria. Em 1825, Faraday descobriu o composto benzeno. Além de outras contribuições pesquisou sobre eletrólise, formulando suas duas leis. Ele lançou as bases da teoria clássica de campo, mais tarde totalmente desenvolvida por J. C. Maxwell.
Em seu trabalho sobre eletricidade estática, Faraday demonstrou que a carga residia apenas na parte externa de um condutor carregado, e a carga externa não tinha influência sobre nada encerrado dentro de um condutor. Isso ocorre porque as cargas externas são redistribuídas de tal forma que os campos internos devidos a elas se cancelam (princípio da gaiola de Faraday).
Para demonstrar suas idéias, Faraday construiu em 1836 uma sala (a gaiola de Faraday), revestida com folha de metal, e permitiu que descargas de alta tensão de um gerador eletrostático atingissem o exterior da sala. Ele usou um eletroscópio para mostrar que não havia excesso de carga elétrica no interior das paredes e no volume da sala.
Como funciona uma gaiola de Faraday?
Na imagem superior é criado um campo elétrico externo (linhas azuis) na direção de mais para menos. Imediatamente após a aplicação deste campo, as cargas elétricas dentro das paredes da gaiola são reorganizadas da maneira mostrada na imagem inferior, uma vez que cargas elétricas opostas se atraem. Como resultado, é criado outro campo elétrico (linhas vermelhas) entre as paredes da gaiola na direção oposta ao campo original e com igual magnitude, e então, esses dois campos se cancelam e a carga elétrica dentro da gaiola permaneceria neutra.
Aplicações da gaiola de Faraday
A gaiola de Faraday pode ser utilizada para impedir a passagem de ondas eletromagnéticas e campos elétricos, contendo-os ou excluindo-os de seu espaço interior.
Observe que as gaiolas de Faraday também protegem o interior da radiação eletromagnética externa, além de campos elétricos, se o condutor ou parede for espesso o suficiente e quaisquer furos forem significativamente menores que o comprimento de onda da radiação.
Este efeito de blindagem é usado para proteger equipamentos eletrônicos contra descargas atmosféricas e outras descargas eletrostáticas, para blindagem de RF (radiofrequência) e para cabos de telecomunicações blindados.
As gaiolas práticas de Faraday podem ser feitas de uma malha condutora em vez de um condutor sólido. No entanto, isso reduz a eficácia da gaiola como escudo de RF (radiofrequência).
Algumas estruturas do mundo real, como os automóveis, comportam-se aproximadamente como uma gaiola de Faraday. Por exemplo: Se um raio atingir perto de um carro, não afetará as pessoas sentadas no carro.
Alguns materiais arquitetônicos tradicionais atuam na prática como escudos de Faraday. Isso inclui gesso com tela de arame e concreto armado. Estas terão impacto na utilização de telefones sem fios e redes sem fios no interior de edifícios e casas.
A blindagem de um cabo blindado, como o coaxial usado para televisão a cabo, protege os condutores internos contra ruídos elétricos.
Uma sacola de compras forrada com papel alumínio funciona como uma gaiola de Faraday. É frequentemente usado por ladrões de lojas para roubar itens marcados com RFID (não tente!).
Para tarefas pesadas é recomendado aterrar a blindagem para obter melhores resultados.
Demonstre o Princípio da Gaiola de Faraday
Primeiro, construa um eletroscópio simples de acordo com a imagem e instruções a seguir.
Eletroscópio Simples
Prepare um gancho com um clipe de papel ou arame. Corte duas pequenas tiras (folhas) de papel alumínio (1 x 3 cm) e pendure-as, sem abrir, no gancho, como mostra a foto.
Prepare um quadrado de papelão grande o suficiente para cobrir o copo ou jarra, passe o gancho por ele e coloque-o sobre o vidro como mostra a imagem.
Teste seu eletroscópio tocando o terminal do gancho com um canudo ou pente carregado – as folhas de alumínio irão divergir, pois a mesma carga elétrica atinge as folhas e elas se repelirão. Agora, toque no terminal com o dedo e as tiras de papel alumínio serão fechadas novamente porque o terminal está aterrado e a carga é transferida através do corpo humano para a terra e as folhas agora estão neutras.
Depois que seu eletroscópio estiver pronto:
- Coloque um quadrado de papel alumínio grande o suficiente para envolver o eletroscópio desde o fundo até a tampa de papelão.
- Coloque o quadrado sobre a mesa.
- Coloque o eletroscópio no meio do quadrado e embrulhe o vidro ou jarra até o papelão deixando o terminal do eletroscópio livre e deixe também algum espaço para observar as folhas de alumínio dentro do vidro.
- Descarregue o eletroscópio tocando no terminal livre com o dedo e certifique-se de que as folhas estejam fechadas. Carregue um objeto e aproxime-o do terminal (gancho) do eletroscópio – as folhas divergem (o eletroscópio ainda não está blindado porque o terminal ainda está livre).
- Descarregue novamente o eletroscópio com o dedo e depois que as folhas estiverem fechadas envolva também o terminal livre do eletroscópio com papel alumínio e aproxime novamente o objeto carregado do terminal – dessa vez as folhas permanecem juntas já que a folha metálica envolve o eletroscópio constituem uma tela de blindagem eletrostática.
Este experimento prova que cargas externas não têm nenhum efeito no eletroscópio blindado (Gaiola de Faraday).
Mais experimentos rápidos:
Coloque um aparelho de rádio ou telefone celular dentro de uma gaiola de Faraday ou micro-ondas e veja se funcionam.
Fonte: https://www.juliantrubin.com/bigten/faradaycageexperiments.html
Logotipo eletroalta engenharia
O logotipo da marca eletroalta engenharia foi pensado simbolizando uma pessoa sendo protegida por uma gaiola de Faraday .
O significado do logotipo da EletroAlta está relacionado ao seu surgimento. Quando foi criada a eletroalta tinha como ideia ser uma empresa especializada em projetos e execução de sistemas de proteção contra descargas atmosfericas.
Em 1994, a ideia da medida de proteção pelo sistema de Gaiola de Faraday ou método das malhas estava sendo implementado na norma NBR5419.
