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Gaiola de Faraday

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Definição da Gaiola de Faraday

Uma gaiola de Faraday é um compartimento metálico que impede a entrada ou a fuga de um campo eletromagnético (campo EM).

Uma gaiola Faraday ideal consiste em um invólucro inquebrável e perfeitamente condutor. Este ideal não pode ser alcançado na prática, mas pode ser abordado usando o rastreio de cobre de malha fina. Para o melhor desempenho, a gaiola deve estar diretamente conectada a um terra.

Gaiola de Faraday

As gaiolas de Faraday são usadas em laboratórios eletrônicos, onde os campos EM dispersos devem ser mantidos fora. Isso é importante no teste de equipamentos receptores sem fio sensíveis.

Além disso, uma gaiola de Faraday pode evitar a fuga dos campos EM emitidos por um monitor de computador de tubo de raio catódico. Esses campos podem ser interceptados e traduzidos para permitir que os hackers visualizem remotamente dados na tela em tempo real sem a necessidade de fios, cabos ou câmeras.

Esta prática, conhecida como van Eck phreaking, também pode ser usada por funcionários do governo para ver as atividades informáticas de criminosos conhecidos e certos suspeitos criminais.

Uma gaiola de Faraday resistente pode proteger contra raios diretos. Quando conectado corretamente a uma terra, a gaiola conduz a alta corrente inofensivamente ao solo e mantém o pulso EM sem afetar pessoas.

O que é uma gaiola de Faraday?

É muito provável que você acordou esta manhã em uma gaiola de Faraday, fez o seu pequeno-almoço em outro, e levou um para trabalhar. Dependendo do seu trabalho particular, você pode ter passado grande parte do seu dia na frente de mais uma gaiola de Faraday.

O conceito de uma gaiola de Faraday é logicamente atribuída a Michael Faraday, um pioneiro do século 19 no campo de energia eletromagnética. Faraday estudou o trabalho de cientistas anteriores como Benjamin Franklin e teorizou que as ondas eletromagnéticas fluíam naturalmente em torno da superfície de materiais condutores, e não através deles.

O conceito importante a lembrar é que uma gaiola de Faraday atua como um escudo contra os efeitos da energia eletromagnética. Quando um carro é atingido por um raio, a armação metálica tira a eletricidade dos passageiros para dentro.

A porta de um forno de microondas tem uma tela que impede a energia eletromagnética de escapar para o quarto. As peças eletrônicas que geram freqüências de rádio são muitas vezes protegidas por gargantas de Faraday chamadas escudos de RF. Mesmo um edifício de concreto reforçado com chumbo ou vergalhão pode ser considerado uma gaiola de Faraday.

Poucos consumidores de produtos eletrônicos jamais perguntaram ao funcionário de vendas por uma gaiola de Faraday, mas designers e engenheiros entendam muito bem a importância da blindagem eletromagnética.

Sempre que as peças eletrônicas sensíveis são usadas em máquinas, alguma forma de blindagem geralmente está em vigor, seja a casca de metal da máquina, uma cápsula ou um fio de aterramento. Se as partes eletrônicas gerarem energia eletromagnética próprias, uma gaiola de Faraday deve ser usada para proteger os usuários da exposição excessiva.

É por isso que o uso do telefone celular é muitas vezes desencorajado em hospitais ou outros locais públicos com equipamentos eletrônicos. O equipamento não blindado pode ser exposto à energia de microondas criada por telefones celulares ou outros transmissores de rádio.

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Faraday estudou o trabalho de Benjamin Franklin ao fazer sua teoria

Leis de Faraday

Num corpo neutro, as cargas elétricas positivas e negativas distribuem-se pelo corpo.

Se eletrizarmos o corpo, as cargas em excesso repelem-se mutuamente e concentram-se na periferia do corpo, na sua superfície exterior.

Passado um curto tempo inicial após a eletrização, o corpo fica em equilíbrio eletrostático, não havendo movimentos de cargas elétricas a nível macroscópico.

Estes fatos comprovou experimentalmente Michael Faraday ao encerrar-se no interior de uma gaiola condutora, onde verificou não haver manifestação de fenómenos elétricos no seu interior.

Uma gaiola de Faraday, para além de ser condutora, não necessita ser contínua, podendo ser constituída por uma rede metálica. Desta configuração lhe veio o nome de gaiola. A verificação do seu comportamento elétrico pode ser feita colocando pêndulos elétricos nas suas paredes interiores e exteriores e eletroscópios no seu interior.

Não havendo 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, acusando a sua eletrização, enquanto os interiores permanecem imóveis, assim como as folhas dos eletroscópios, comprovando a não existência de cargas elétricas no interior da gaiola.

Duas leis de Faraday sintetizam as observações experimentais:

1ª lei de Faraday

Nos condutores em equilíbrio a eletricidade é distribuída apenas na superfície externa ; no seu interior não há traço de eletricidade.

 2ª lei de Faraday

No equilíbrio elétrico a força elétrica no interior dos condutores completamente fechados e desprovidos de corpos eletrizados é nula.

A gaiola de Faraday foi adoptada 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. Devido a esta função de proteção, a gaiola também é conhecida como écran eletrostático.

Resumo

A gaiola de Faraday é um recinto usado para bloquear campos eletromagnéticos. Um escudo de Faraday pode ser formado por uma cobertura contínua de material condutor ou no caso de uma gaiola de Faraday, por uma malha de tais materiais. As gaiolas de Faraday foram nomeadas após o cientista inglês Michael Faraday, que as inventou em 1836.

Uma gaiola Faraday opera porque um campo elétrico externo faz com que as cargas elétricas dentro do material condutor da gaiola sejam distribuídas de modo que cancelem o efeito do campo no interior da gaiola. Este fenômeno é usado para proteger equipamentos eletrônicos sensíveis de interferência externa de radiofrequência.

As gaiolas de Faraday também são usadas para incluir dispositivos que produzem interferência externa de radiofrequência, como transmissores de rádio, para evitar que suas ondas de rádio interfiram com outros equipamentos próximos. Eles também são usados para proteger pessoas e equipamentos contra correntes elétricas reais, como ataques de relâmpagos e descargas eletrostáticas, uma vez que a gaiola de encerramento conduz corrente ao redor do espaço fechado e nenhuma passa pelo interior.

As gaiolas de Faraday não podem bloquear campos magnéticos estáveis ou variando lentamente, como o campo magnético da Terra (uma bússola ainda funcionará dentro).

Em grande medida, eles protegem o interior da radiação eletromagnética externa se o condutor é suficientemente grosso e todos os furos são significativamente menores do que o comprimento de onda da radiação.

Por exemplo, certos procedimentos de teste forense de sistemas eletrônicos que exigem um ambiente livre de interferência eletromagnética podem ser realizados dentro de uma sala selecionada. Estes quartos são espaços que são completamente fechados por uma ou mais camadas de malha metálica fina ou chapa perfurada.

As camadas de metal são fundadas para dissipar quaisquer correntes elétricas geradas a partir de campos eletromagnéticos externos ou internos e, assim, bloqueiam uma grande quantidade de interferência eletromagnética.

Um equívoco comum é que uma gaiola de Faraday oferece bloqueio ou atenuação total; isso não é verdade. A recepção ou transmissão de ondas de rádio, uma forma de radiação eletromagnética, para ou de uma antena dentro de uma gaiola de Faraday é fortemente atenuada ou bloqueada pela gaiola, no entanto, uma gaiola de Faraday tem atenuação variada dependendo da forma de onda, freqüência ou distância do receptor / transmissor, e receptor / potência do transmissor.

Fonte: whatis.techtarget.com/www.wisegeek.org/en.wikipedia.org/br.geocities.com

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