introdução/ a gaiola de michael faraday

  
 falando sobre Michael Faraday
  
   Michael Faraday (1791-1867) foi um físico e químico britânico do século 19, um dos mais influentes físico de todos os tempos. Os trabalhos mais conhecidos e influentes de Faraday estão voltados para o magnetismo e a eletricidade. Porém, no inicio, o futuro do inglês Michael Faraday era incerto. Na adolescência, aos 14 anos ele trabalhava como aprendiz de encapador, seus conhecimentos sobre a linguagem inglesa e ciências eram ruins. No entanto, Faraday aproveitava para ler os livros que passava por suas mãos; dois textos que despertou o interesse de Faraday falava sobre a eletricidade e outro sobre química.
    Faraday nasceu em Newington, Inglaterra  em 22 de setembro de 1971. Ele não só tem seus trabalhos mais conhecidos na aria dos  fenômenos da eletricidade, como também contribuiu de forma significativa para a evolução da  química enquanto ciências. 
     No experimentalismo, Faraday chegou a ser considerado como o melhor experimentalista da história da ciência, mesmo não dominando os conhecimentos de matemática avançada, o cálculo.
    A ciência, Faraday passou a estudar seriamente essa ária do conhecimento. Aos 21 anos assistiu várias palestras do químico Humphry Davy em Londres; O que ajudou muito na sua '' formação'' como cientista. 

A GAIOLA DE FARADAY 

Foi um experimento de Michael Faradey para demostrar que uma superfície condutora eletrizada, tem campo elétrico igual a zero no seu interior, sendo que as cargas se distribuem de forma homogênica no lado externo da superfície ( a gaiola pode ser feita na forma de qualquer figuras geométricas ).  Como funciona a Gaiola de Faraday?  O principio de funcionamento da gaiola de faraday, consiste em uma blindagem elétrica, ou seja, uma superfície condutora que envolve parte do espaço e pode, em certas situações, barrar a entrada de pertubações produzidas por campos elétricos ou magnéticos externos. primeiro você precisa entender o básico sobre  eletricidade em condutores. O processo é simples: objetos de metal, tal como uma folha ou barra de alumínio, são condutores, e têm elétrons (partículas carregadas negativamente) que se movem em torno deles. Quando não há carga elétrica presente, o condutor tem aproximadamente o mesmo número de partículas positivas e negativas. Assim, o campo elétrico que se superpõe ao campo inicial, torna o campo total igual a zero em todos os pontos da gaiola. 

explicando:

A gaiola de Faraday,, para ser condutora, não é necessária ser contínua, podendo ser feita por uma tela metálica. Por essa forma foi lhe dada o nome de gaiola. Testes para ver seu comportamento elétrico é feito colocando pêndulos elétricos nas suas paredes interiores e exteriores. Como não a cargas elétricas no seu interior, verifica-se que, ao eletrizar a gaiola por contato com um gerador eletrostático, os pêndulos exteriores se desviam das paredes, demonstrando a sua eletrização, por outro lado, os interiores permanecem imóveis, dessa forma as folhas dos eletroscópios, comprovando a não existência de cargas elétricas dentro da gaiola (podemos provar isso através da lei de Gauss ) .

Para as observações experimentais usamos as duas leis de 

Michael faraday.

Primeira lei de Faraday 
 Em condutores em equilíbrio a eletricidade é distribuída apenas superficialmente na parte externa; em seu interior não há traço elétricos. 

Segunda lei de Faraday 
  Estando em Equilíbrio elétrico as forças elétricas no interior dos condutores completamente fechados e não tendo corpos eletrizados é nula. 

Pois, em corpos neutro, as cargas elétricas negativas e positivas distribuem-se sobre corpo, eletrizando o corpo, as cargas em excesso repelem-se e concentram-se na sua superfície exterior. 
após passar um curto periodo de tempo do inicio da eletrização, o corpo fica em equilíbrio eletrostático, não havendo movimentos de cargas elétricas em nível macroscópico. 

CONDUTORES

FIGURA 1                                                                         

UM CONDUTOR EM EQUILÍBRIO ELETROSTÁTICO TEM O CAMPO ELÉTRICO RESULTANTE NULO EM TODOS OS PONTOS.







FIGURA 2

O POTENCIAL ELÉTRICO EM TODOS OS PONTOS INTERNOS DO CONDUTOR EM EQUILÍBRIO ELETROSTÁTICO É  CONSTANTE.








FIGURA 3

EM UM CONDUTOR EM EQUILÍBRIO ELETROSTÁTICO AS CARGAS ELÉTRICAS EM EXCESSO DISTRIBUEM-SE EM SUA SUPERFÍCIE EXTERNA. 






FIGURA 4

A DENSIDADE ELÉTRICA SUPERFICIAL DE CARGAS É MAIOR NAS REGIÕES PONTIAGUDAS.






( irei falar sobre condutores com mais detalhes em eletricidade em condutores )

experimental

Na experiência realizada por Faraday foi relevante que ele construísse uma gaiola metálica, para a demostração  feita por ele mesmo. Ele usou a gaiola para demostrar que condutores carregados eletrizam-se, apenas em sua superfície externa. O próprio homem ( Farady) entrou na gaiola, grande o suficiente para o abriga-lo, e assim ele fez que seus assistentes a eletrizassem intensamente. A gaiola era mantida sobre suportes isolantes; chegou a soltar faíscas, mas o cientista em seu interior não sofreu nenhum efeito elétrico. Faraday conseguiu desse jeito comprovar sua tese.  


figuras: 

figura 1

as cargas opostas se atraem















figura 2

cargas opostas: duas barras uma de vidro e a outra de plastico.
o bastão de vidro com cargas positivas atrai o bastão de plastico carregado com cargas negativas.



figura 3

cargas iguais:
duas barras; uma de vidro e a outra de plastico, ambas carregadas com cargas positivas se repelem 







figura 4

observe que a esfera do pêndulo eletrostático quando está no interior da gaiola, não sofre influências elétricas do material externo eletrizado.



     
        
  É fascinante o que a blindagem é capaz de fazer!
  
 A gaiola de Faraday foi adaptada para proteger instrumentos e aparelhos de grande sensibilidade colocados no seu interior. Também serve para garantir a segurança de instalações perigosas como paióis e locais de preparação de explosivos. A proteção de edifícios contra descargas atmosféricas é outra aplicação da gaiola.  


As pessoas devem se perguntar:

  - Como é possível viaja em um avião quando ocorre uma forte tempestade,  em meio a raios?
  - Se os raios atingirem o avião ele cai? 
   - A grosso modo pensamos que ao sermos atingidos o avião cai!

  Bem, não é assim que acontece, pois os aviões
 são revestidos com uma blindagem metálica, boa condutora
de carga elétrica, enquanto o seu interior é composto de materiais
com resistência elétrica maior que a blindagem.
Por isso, quando um raio atinge uma avião que está no ar, nada acontece
com os circuitos ou qualquer outra coisa que esteja dentro dele.

   A blindagem eletrostática é muito utilizada para a proteção de eletrônicos e elétricos contra efeitos externos. Estruturas metálicas de automóveis, prédios e de de aviões constituem uma blindagem eletrostática.
     A blindagem é feita com material condutor, que impede campos eletrostáticos e eletromagnéticos de penetrar através do material. Assim, quanto mais o comprimento da onda se aproxima do comprimento da malha, a blindagem vai deixando de ser eficaz.