O que acontece quando e ligado por meio de um condutor um corpo eletricamente carregado a terra e se a ligação fosse feita por um material isolante?

Blindagem eletrostática é o fenômeno físico que faz com que o campo elétrico seja sempre nulo no interior dos materiais condutores. Isso ocorre devido à forma como as cargas elétricas distribuem-se ao longo da superfície dos condutores em equilíbrio eletrostático.

Resultado de um experimento denominado gaiola de Faraday, a blindagem eletrostática foi descoberta por Michael Faraday, em 1936, e ainda é utilizada em diferentes contextos, a fim de proteger circuitos eletrônicos.

Veja também: Capacitores – meios dielétricos utilizados para armazenar cargas elétricas

Tópicos deste artigo

  • 1 - Quem descobriu a blindagem eletrostática?
  • 2 - Como funciona a blindagem eletrostática?
  • 3 - Aplicações da blindagem eletrostática
  • 4 - Poder das pontas

Quem descobriu a blindagem eletrostática?

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 que acontece quando e ligado por meio de um condutor um corpo eletricamente carregado a terra e se a ligação fosse feita por um material isolante?
O homem da figura está vestido com gaiola de Faraday, que o protege das descargas elétricas.

Como funciona a blindagem eletrostática?

A blindagem eletrostática é também o fenômeno que faz com que o sinal dos celulares, por exemplo, perca intensidade ou até mesmo seja anulado quando estamos no elevador. Graças a esse fenômeno, ficamos seguros dentro dos carros durante uma tempestade de raios: a carroceria dos carros, que é fechada e feita de material condutor, garante que não sejamos expostos aos efeitos nocivos das descargas atmosféricas. Isso acontece porque, no interior de qualquer condutor fechado, o campo elétrico é nulo, mas por que isso ocorre? Observe a figura:

O que acontece quando e ligado por meio de um condutor um corpo eletricamente carregado a terra e se a ligação fosse feita por um material isolante?
Em condutores carregados, o campo elétrico interno é sempre nulo.

Na figura apresentada, temos um objeto condutor, com excesso de cargas positivas. Perceba que as cargas encontram-se espaçadas o mais distante possível umas das outras, devido à repulsão eletrostática, mas também à mobilidade das cargas elétricas nos condutores. Em virtude desses dois fatores, nos materiais condutores, todas as cargas elétricas em excesso sempre ocupam a superfície do material, de modo que não haja desequilíbrio de cargas elétricas no interior do condutor.

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Quando colocamos o objeto condutor da figura na presença de um campo elétrico externo, algo interessante acontece: as cargas elétricas deslocam-se de acordo com o sentido do campo elétrico, dessa maneira, o campo elétrico produzido pelas cargas é anulado pelo campo elétrico externo, observe:

O que acontece quando e ligado por meio de um condutor um corpo eletricamente carregado a terra e se a ligação fosse feita por um material isolante?

Uma vez que o campo elétrico no interior do condutor é nulo, não há diferença de potencial entre quaisquer pontos do condutor, por isso não há movimentação de cargas. Desse modo, quando nos encontramos dentro de algum condutor fechado, ficamos protegidos de interferências elétricas provenientes do meio externo e de ondas eletromagnéticas.

A situação descrita acima nos permite compreender o motivo da blindagem eletrostática afetar o sinal das telecomunicações no interior do elevador, como citado no começo do texto: o campo elétrico das ondas de rádio, que transmitem o sinal de celular, torna-se nulo no interior de um condutor perfeitamente fechado.

Veja também: Eletrostática – estudo das cargas elétricas em repouso

Aplicações da blindagem eletrostática

A blindagem eletrostática é utilizada em um grande número de aplicações tecnológicas. Seu principal intuito é o de proteger componentes sensíveis dos circuitos eletrônicos, que podem sofrer danos se forem expostos a campos elétricos externos.

Alguns aparelhos, como micro-ondas, rádios, televisores, dispositivos de armazenamento, aparelhos de DVD, blu-ray, computadores e notebooks, têm revestimentos metálicos que funcionam como gaiolas de Faraday para protegerem seus circuitos internos.

Poder das pontas

O poder das pontas é a característica dos condutores que faz com que haja maior acúmulo de cargas em regiões pontiagudas, ou de grande curvatura. Isso acontece porque todo condutor em equilíbrio eletrostático tem um campo elétrico interno nulo e, por isso, toda a sua superfície encontra-se sob o mesmo potencial elétrico, em outras palavras, dizemos que a superfície desse condutor é equipotencial.

Veja também: Para que servem os circuitos elétricos?

Uma vez que o potencial elétrico é inversamente proporcional ao raio (r), para que esse potencial elétrico mantenha-se constante ao longo de toda a superfície do condutor, diferentes módulos de carga são necessários nas regiões pontiagudas, onde o raio de curvatura da superfície do condutor é maior em relação às regiões planas do condutor.

O que acontece quando e ligado por meio de um condutor um corpo eletricamente carregado a terra e se a ligação fosse feita por um material isolante?
Os para-raios têm pontas que promovem maior acúmulo de cargas.

Isso faz com que os raios sejam mais propensos a atingirem os para-raios, que são construídos em material condutor e são pontiagudos em suas extremidades para que possam acumular uma quantidade maior de cargas elétricas, facilitando, assim, a passagem da corrente elétrica.

Por Rafael Helerbrock
Professor de Física

O que acontece quando é ligado por meio de um condutor um corpo eletricamente carregado a terra é se a ligação fosse feita por um material isolante?

Podemos afirmar que quando ligamos por um condutor um corpo eletricamente carregado à Terra, o que acontece é que a carga elétrica passaria para a Terra até o condutor ficar eletricamente neutro.

O que acontece quando colocamos em contato com a Terra um corpo eletricamente carregado por meio de um fio condutor?

Quando dois corpos são encostados ou ligados por fios, pode haver a passagem de elétrons de um para o outro. Para que se realize esse tipo de eletrização, os corpos e os fios devem ser condutores, e nunca isolantes.

O que ocorrerá se ligarmos um condutor eletrizado a terra justifique?

Se ligarmos um corpo condutor eletrizado negativamente à Terra, haverá escoamento de elétrons deste para ela , até que a sua carga elétrica se anule. A explicação é simples: o corpo eletrizado negativamente tem potencial negativo em relação à Terra.

Quando um corpo é considerado condutor de eletricidade é quando um corpo é considerado isolante?

Condutores são partículas elétricas existentes num corpo capazes de se movimentar com grande facilidade, como, por exemplo, nos metais e no corpo humano. Quando esse movimento acontece com muita dificuldade, ou não acontece, dizemos que este corpo é um isolante elétrico.