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Blindagem eletrostática

Física

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 Blindagem eletrostática é um fenômeno que faz com que o campo elétrico, no interior dos condutores em equilíbrio eletrostático, seja nulo. A blindagem eletrostática protege circuitos eletrônicos contra danos e falhas de operação, quando são expostos a campos elétricos externos.

Veja também: Cálculo da energia elétrica consumida – como fazer, exemplos e exercícios

Como funciona a blindagem eletrostática?

Os materiais condutores, tais como ferro, prata ou ouro, apresentam uma grande quantidade de elétrons livres. Tais elétrons são capazes de se mover, sofrendo quase nenhuma resistência dentro dos condutores. Essa liberdade faz com que esses elétrons sejam capazes de se rearranjarem, quase instantaneamente, sempre que o condutor é exposto a um campo elétrico externo.

Em um condutor isolado, essa reorganização dos elétrons o mantém neutro, porém com acúmulos de cargas em diferentes regiões dele (essa condição é chamada de polarização), além disso, em seu interior, o campo elétrico será nulo.

No interior dos condutores, o campo elétrico interno é sempre nulo.
No interior dos condutores, o campo elétrico interno é sempre nulo.

É importante ressaltar que o campo elétrico só será completamente nulo no interior dos condutores quando estes se encontrarem em equilíbrio eletrostático. O equilíbrio eletrostático é caracterizado pela condição de repouso das cargas elétricas, portanto, não é válido para situações em que há correntes elétricas no interior dos condutores ou, ainda, quando se aplica sobre o condutor um campo elétrico externo e variável.

Além disso, quando um condutor está em equilíbrio eletrostático, suas cargas líquidas (cargas em excesso), ficam distribuídas ao longo da sua superfície, de modo que a quantidade de cargas por área, conhecida como densidade superficial de cargas, seja constante.

É por esse motivo que surge o fenômeno conhecido como poder das pontas — os condutores que apresentam regiões pontiagudas (de áreas muito pequenas) precisam compensar a densidade superficial de cargas. Para tanto, acumulam uma grande quantidade delas. Isso faz com que as pontas sejam mais propensas a produzirem faíscas, como é o caso dos para-raios, usados para facilitar a passagem das descargas atmosféricas.

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Aplicações da blindagem eletrostática

A blindagem eletrostática é um fenômeno de grande utilidade para a eletrônica, uma vez que, por meio dela, é possível isolar circuitos elétricos de possíveis efeitos causados pela interferência de campos elétricos externos. A aplicação mais famosa da blindagem eletrostática é a gaiola de Faraday uma gaiola de metal cuja principal função é proteger o seu interior de descargas elétricas.

Vamos conferir outras utilizações da blindagem eletrostática:

  • Fios condutores – a blindagem eletrostática é utilizada em cabos de áudio, a fim de proteger o sinal transmitido da interferência causada por campos elétricos externos.

  • Carros – o interior dos veículos é “seguro” contra raios ou outras descargas elétricas, desde que os passageiros encontrem-se dentro do carro, já que sua carroceria é metálica.

  • Vestimentas condutivas – são roupas geralmente feitas de aço inoxidável e outros materiais, usadas para proteger os trabalhadores que lidam diretamente com redes de altas-tensões. Funcionam exatamente como uma gaiola de Faraday.

A gaiola de Faraday foi utilizada para uma grande quantidade de experimentos sobre eletricidade.[1]
A gaiola de Faraday foi utilizada para uma grande quantidade de experimentos sobre eletricidade.[1]

Experimento sobre blindagem eletrostática

Existe um grande número de experimentos que podem ser feitos para observarmos a ação da blindagem eletrostática. Uma das formas mais simples para essa observação dá-se com o uso de uma peneira metálica. Quer saber mais sobre essa montagem experimental? Leia nosso artigo sobre blindagem eletrostática, no canal do educador.

Grande parte dos experimentos sugeridos em artigos da internet fala sobre o uso de papel-alumínio, panelas ou até mesmo do forno micro-ondas para interromper o sinal de celular. No entanto, tais fenômenos não ilustram de fato a blindagem eletrostática, mas sim a blindagem eletromagnética de ondas de rádio.

Créditos da imagens

[1] Commons | Antoine Taveneaux 

 

Por Rafael Helerbrock
Professor de Física

Gostaria de fazer a referência deste texto em um trabalho escolar ou acadêmico? Veja:

HELERBROCK, Rafael. "Blindagem eletrostática"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/blindagem-eletrostatica.htm. Acesso em 05 de maio de 2021.

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