RELATÓRIO PRÁTICO cristiano editado

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Centro Universitário Fametro 
Engenharia civil – ENGC172N01 
Resistencia dos Materiais II 
 
 
 
 
 
CRISTIANO FARIAS MARTINS 
 
 
 
 
Gaiola de Faraday e a Blindagem Eletrostática 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Manaus/AM 
2020 
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CRISTIANO FARIAS MARTINS 
 
 
 
 
RELATORIO DE ATIVIDADE EXPERIMENTAL 
 
 
 
 
 
 
Gaiola de Faraday e a Blindagem Eletrostática 
 
Relatório apresentado como 
requisito de avaliação 
parcial na disciplina de 
resistência dos materiais II. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Manaus/AM 
2020 
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LISTA DE FIGURAS 
Figura 01 – Materiais utilizados________________________________________________06 
Figura 02 – verificando o funcionamento dos celulares_____________________________ 07 
Figura 03 – celular dentro da caixa_____________________________________________ 07 
Figura 04 – Celular dentro da caixa e da sacola___________________________________ 08 
Figura 05 – Celular enrolado em plástico para alimentos____________________________08 
Figura 06 – Celular enrolado em papel alumínio__________________________________ 08 
 
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SUMÁRIO 
1. Introdução__________________________________________________________ 05 
2. Objetivos___________________________________________________________ 06 
3. Material e Métodos___________________________________________________ 06 
4. Resultados e Discussão________________________________________________ 07 
5. Conclusão__________________________________________________________ 10 
Referencias 
ANEXOS 
 
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 Introdução 
Quando um condutor é eletrizado, as cargas elétricas tendem rapidamente a se localizar 
em sua superfície externa, distribuindo-se de modo a tornar nulo o campo elétrico em todos os 
pontos do interior do condutor. Por este motivo, um condutor oco pode ser usado para produzir 
uma "blindagem eletrostática. 
Para proteger um aparelho qualquer contra influências elétricas, uma forma é envolvê-
lo com uma capa metálica, isto é, colocá-lo em uma cavidade no interior de um condutor. Nestas 
condições, dizemos que o aparelho está blindado, porque nenhum fenômeno elétrico externo 
afetará o seu funcionamento. 
A blindagem eletrostática foi descoberta por Michael Faraday (1821-1867), no ano de 
1936, por meio de um experimento que ficou conhecido como gaiola de Faraday. O 
experimento consistia em uma grande gaiola metálica fechada que recebia intensas descargas 
elétricas, enquanto Faraday permanecia sentado em uma cadeira, sem ser afetado pela corrente 
elétrica. 
O poder de blindagem de uma capa metálica já era conhecido por Faraday que, para 
comprová-lo experimentalmente, realizou uma experiência que se tornou famosa. Tendo em 
suas mãos um eletroscópio, Faraday entrou no interior de uma gaiola metálica, a qual foi 
altamente eletrizada por seu auxiliar. 
Apesar da superfície da gaiola não ser contínua, ela constitui uma blindagem bastante 
eficaz, de modo que Faraday nada sofreu, nem observou qualquer deflexão nas folhas do 
eletroscópio. Com tudo isso, agora pode-se executar o experimento de Faraday com matérias 
mais acessíveis. 
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2 Objetivos 
Geral 
- Demonstrar o princípio da blindagem 
Específico 
- Mostrar aplicações desse princípio; 
3 Material e Métodos 
 Materiais 
- Dois celulares que possam realizar e receber ligações; 
- Caixa de sapatos; 
- Sacola plástica (com tamanho suficiente para que a caixa de sapatos caiba dentro); 
- Plástico para embalar alimentos (aproximadamente 20 x 30 cm); 
- Papel alumínio (aproximadamente 20 x 30 cm). 
Figura 01 - Materiais utilizados 
 
Fonte: próprio autor. 
 
Procedimento experimental 
- Com os aparelhos sobre a mesa, ligou-se de um para o outro verificando a funcionalidade de 
ambos. 
- Colocou-se um dos aparelhos dentro da caixa de sapato e, com o outro aparelho, foi ligado 
para o que estava dentro da caixa de sapato e anotou-se o resultado. 
- Colocou-se a caixa de sapatos dentro da sacola plástica e repetiu-se o procedimento anterior 
anotando novamente o que aconteceu. 
- Retirou-se o aparelho de dentro da caixa de sapatos e o embalou com o plástico para alimentos. 
Novamente ligou-se para o celular e anotou o que aconteceu. 
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- Por último, o celular foi enrolado no papel alumínio e verificado para não ter nenhuma parte 
exposta. Novamente foi feita a ligação. Anotou-se o resultado. 
 
4 Resultados e discussão. 
Verificou-se que ambos os celulares estavam com rede quando feito a ligação teste e 
procedeu-se para a próxima etapa (figura 02). 
Figura 02 – verificando o funcionamento dos celulares 
 
Fonte: próprio autor. 
 Na primeira etapa com celular dentro da caixa, a rede funcionou normalmente quando 
foi ligado (figura 03). 
Figura 03 - celular dentro da caixa 
 
Fonte: próprio autor. 
Na segunda etapa com a caixa dentro da sacola plástica obteve-se o mesmo resultado, 
ligação normal (figura 04). 
 
 
 
 
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Figura 04 – Celular dentro da caixa e da sacola 
 
Fonte: próprio autor. 
Na terceira etapa com o celular envolvido com plástico, a ligação aconteceu 
normalmente (figura 05). 
Figura 05 – Celular enrolado em plástico para alimentos 
 
Fonte: próprio autor. 
Na última etapa como o celular envolvido em papel alumínio não se obteve resposta da 
ligação (figura 06). 
Figura 06 – Celular enrolado em papel alumínio 
‘ 
Fonte: próprio autor. 
 
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As primeiras etapas onde o celular recebeu as ligações foi possível devido os matérias 
utilizados não interferirem nas ondas eletromagnéticas que o celular transmite. O fenômeno de 
blindagem eletrostática ocorre apenas em materiais condutores como ferro, alumínio, grafite, 
níquel etc., no caso do alumínio revestindo o celular. Quando um corpo condutor é eletrizado, 
as cargas tendem a se localizar o mais distante possível uma das outras, distribuindo-se em sua 
superfície até atingir o equilíbrio eletrostático. 
Sabendo que a comunicação entre celulares se dá por ondas eletromagnéticas, ao 
ligarmos um celular, ele funcionará como transmissor e receptor de ondas eletromagnéticas. As 
ondas eletromagnéticas se propagam através de um campo elétrico variável, portanto, em sua 
propagação é gerado um campo magnético também variável. 
O celular perdeu o sinal quando enrolado no papel alumínio porque no interior do papel 
alumínio o equilíbrio eletrostático é nulo e também porque o papel serviu como blindagem 
eletrostática, protegendo o celular de qualquer ação de força externa. Sendo assim, toda onda 
eletromagnética que chega até o celular fica distribuída na superfície do papel alumínio. 
Aplicações 
A blindagem eletrostática é usualmente utilizada hoje em dia em aparelho eletrônicos, 
que ficam envoltos por uma capa metálica para não serem danificados por um campo elétrico 
externo. Se aparelhos eletrônicos forem submetidos a um campo elétrico externo, os seus 
componentes poderão ser danificados. 
Este fenômeno está mais presente que possa parecer em nossa vida, pois ele é 
responsável por manter a segurança de pessoas que andam de avião. Onde se um raio atinge o 
lado externo do avião as pessoas que estão do lado interno ficam seguras pois a cargas se 
dissipam pela parte externa do avião. 
Alguns exemplos em que onde é usada gaiolas de Faraday, mas não é proposital. Pode-
se dizer isto dando o exemplo de túneis, feitos para a passagem de rodovias: celular é um 
aparelho que funciona com muita dificuldade, e as vezes nem chega a funcionar no interior de 
um túnel, pois as ondas não conseguem passar pela malha metálica aplicada entre o concreto 
para a sustentação. 
Outra das aplicações que são muito utilizadas do conceito da gaiola de Faraday são os 
para-raios, que são formados por ligações metálica de cobre ou alumínio que liga a extremidade 
superior de um edifício (formando a gaiola de Faraday) com os condutores enterrados ao solo 
dissipando assim a descarga. 
Podemos dizerque o micro-ondas também tem o funcionamento dado através da gaiola 
de Faraday, pois ele tem um componente que os técnicos chamam de “cofre”, onde tem uma 
superfície metálica que tem como função manter as ondas eletromagnéticas dentro do interior 
do micro-ondas, para que possa esquentar os alimentos e não prejudicar a saúde das pessoas no 
ambiente. 
E o último caso onde podemos citar como exemplo a gaiola de Faraday é o caso dos 
técnicos que fazem a manutenção da rede elétrica onde eles lidam com níveis de tensão de 66 
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até 525KV, com uma roupa especial feita de malha com micro fios de metal, onde a roupa fica 
energizada e o corpo não. 
5 Conclusão 
De acordo com as leis eletrostáticas, o campo elétrico no interior de um condutor é nulo. 
Esse fenômeno é conhecido como blindagem eletrostática. A Gaiola de Faraday apesar de ter 
sido descoberta há muitos anos atrás, ainda sim é extremamente útil e largamente utilizada nos 
dias atuais. A sua aplicação oferecendo uma barreira de proteção contra campos elétricos e 
magnéticos indesejados, protege as pessoas de vários riscos e permite uma melhor utilização 
dos dispositivos eletroeletrônicos, impedindo a saída ou a entrada de sinais que podem interferir 
no seu funcionamento. 
Referencias 
ÁLVARES, B. A. & LUZ, A M. R Curso a Física – Vol. 3, Editora Harh ltda, 1987. 
https://fisicadomundo.wordpress.com/2015/09/12/blindagem-eletrostatica/ acesso em: 
17/05/2010 
http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnicaAula.html?aula=25102 acesso em: 
17/05/2010 
http://www.ubuntunoticiasce.com.br/2016/02/blindando-um-celular-eletrostaticamente.html 
acesso em: 17/05/2010 
 
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ANEXOS 
RELATÓRIO PRÁTICO 
Assunto: Gaiola de Faraday e a blindagem eletrostática 
Objetivo geral: Demonstrar o princípio da blindagem 
Objetivo específico: Mostrar a aplicação desse princípio; 
Material e método 
- Dois celulares que possam realizar e receber ligações; 
- Caixa de sapatos; 
- Sacola plástica (com tamanho suficiente para que a caixa de sapatos caiba dentro); 
- Plástico para embalar alimentos (aproximadamente 20 x 30 cm); 
- Papel alumínio (aproximadamente 20 x 30 cm). 
Procedimento experimental 
- Com os dois aparelhos celulares sobre a mesa, ligar de um para o outro verificando se eles 
estão funcionando. 
- Coloque um dos aparelhos dentro da caixa de sapato e, com o outro aparelho, ligue para o que 
está dentro da caixa de sapato. Anote se que aconteceu. 
- Agora coloque a caixa de sapatos dentro da sacola plástica e repita o procedimento anterior 
anotando novamente o que aconteceu. 
- Retire o aparelho de dentro da caixa de sapatos e embale com o plástico para alimentos. Ligue 
novamente para o celular e anote o que aconteceu. 
- Por último, enrole o celular no papel alumínio. É importante que ele fique completamente 
embalado (sem nenhuma parte exposta). Agora realize a ligação e verifique o que aconteceu. 
Anote o resultado. 
Questionário: 
1) Quais são as cargas presentes em um material? 
2) O que é um material condutor? 
3) Como um corpo pode ser eletrizado? 
4) O que ocorre quando aproximamos cargas de mesmo sinal ou de sinais opostos? 
5) Quando podemos considerar que um corpo está em equilíbrio eletrostático? 
 
 
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QUESTIONÁRIO RESPONDIDO: 
1) Quais são as cargas presentes em um material? 
Resposta = cargas positivas, cargas negativas e neutras 
2) O que é um material condutor? 
Resposta = um material é considerado condutor quando oferecer baixa oposição à passagem 
da corrente elétrica, o que está relacionado com a quantidade de portadores na banda de 
condução (elétrons livres). 
3) Como um corpo pode ser eletrizado? 
Resposta = campo de força com origem elétrica gerada por um corpo carregado. 
4) O que ocorre quando aproximamos cargas de mesmo sinal ou de sinais opostos? 
Resposta = cargas de sinais iguais se repelem e de sinais opostos se atraem. 
5) Quando podemos considerar que um corpo está em equilíbrio eletrostático? 
Resposta = ausência de movimento ordenado de cargas elétricas.