o laboratorio em casa

BllNDAGEM,Projeto Funda~io de FisieaInstrumenta~io para 0 EnsinoGrupo de Eletrieidade •Instituto de Fisica da UFRJCAPES/PADCT/SPEC

A blindagem eletrostatica e um fenomeno que adquiriu, nos ultimos anos, uma grandeimportimcia para a moderna tecnologia eletronica. A variedade de equipamentos utilizadosnas residencias, fabricas e estabelecimentos comerciais fez surgir 0 problema da interferen-cia- entre os equipamentos.

Este problema pode ser resolvido mediante a utilizac;ao de sistemas que tenhamcondic;:oes de proteger (blindar) os equipamentos das interferencias externas. Tais sistemas,como os cabos coaxiais e gaiolas de Faraday, tem como base de seu funcionamento 0fenomeno da blindagem eletrostatica.

Nesta sec;ao. apresentaremos um experimento realizado com materiais de facil obten-c;:aoe que pode ilustrar bem 0 fenomeno.

Material1 copo de iogurte2 canudos plasticos1 colchete tipo bailarina,1 pedac;:ode cartolina ou papel cartao de 1cm x 9cm1 fiapo de papel fino (por exemplo papel higienico)1 pedac;:ode papel fino,1 tubo plastico (tipo Cebion)1 tubo metalico (tipo Redoxon)2 pedac;:osde durex de aproximadamente 2 cmMontagema) Base: pegue um copo de iogurte e perfure-o comum colchete no fundo, de modo que a cabec;:adocolchete fique dentro do copo e as pontas saiampela parte posterior do mesmo.b) Pegue um dos canudos plasticos e corte umpedac;:ode aproximadamente 10 cm de comprimen-

to. Prenda-o ao pedac;:ode cartolina com durex. Emcaso de sobra de durex nos lados da cartolina,apare-os. Nao deixe pedac;:osde durex na parte dafrente da cartolina. isto e. na parte oposta aquelaem que 0 canudo esta preso. 0 canudo devera serpreso de forma que a sobra fique em apenas umdos extremos da cartolina.

sobradecanudo

(0) Participam atualmente do Grupo de Eletricidade: A. G. Moraes.D.M. Vianna, J.C.O Reis. J.L.L. da Cunha. K.N. Pinto e M.A. Braga.

( ••) Violin, Antonio Geraldo e outros - Curso de Instrumentaqao para 0Ensino - Reuniao Anual da SBPC/julho/1984.

c) Prenda a este eonjunto (eartolina + eanudoplastieo) 0 fiapo de papel fino. Este fiapo devera serpreso na eartolina com durex, na face oposta aque-la em que se eneontra preso 0 eanudo plastieo e naextremidade oposta a sobra do eanudo.

--J 1-71 de papel

canudo ~_~'=======~trent. de cartollna

d) Pegue os dois tubos (plastieo e metalieo), retireas respeetivas tampas e perfure-os no fundo. Osfuros deverao ter diametro sufieiente para que, poreles, possam passar as laminas do eolehete dabase.

Reallzac;io da experiincla1. Fixe 0 tubo plastieo sobre a base, passando as"pernas" do colehete atraves do furo existente nofundo do tubo.

2. Introduza 0 anteparo, eonstruido nos [tens (b) e(c) do roteiro de montagem, dentro do tubo deplastico e utilize a sobra do canudo para prende-Io,as laminas do colchete, que agora encontram-Sf:no interior do tubo. 0 anteparo nao devera tocarnas partes interiores do tubo.

.-~ Ik.~ t• II II II II I

I :I II I

3. Atrite 0 outro canudo plastico com 0 pedac;:odepapel fino. Voce estara eletrizando 0 canudo.4. Aproxime 0 canudo plastico do tubo, pelo ladede fora, na parte frontal ao anteparo. Observe 0 queacontece e anote.5. Desmonte todo 0 conjunto e remonte-o utilizan-do, agora, 0 tubo metalico.6. Repita os [tens 3 e 4.

o que deve ter ocorridoAo aproximarmos 0 eanudo eletrizado do tubo

plastieo (um material isolante), 0 papel fino presoao anteparo se movimentou. Isso nos mostra que 0papel foi eletrizado (a eletrizac;:ao ocorreu por indu-c;:ao,visto nao ter oeorrido contato do papel com 0canudo eletrizado). Ja ao aproximarmos 0 eanudoeletrizado do tubo metalieo (um material eondutor)nada oeorreu a tira de papel presa ao aparato, 0que nos leva a eoncluir que 0 tubo metalieo impos-sibilitou a eletrizac;:ao da tira. Podemos afirmar,entao, que 0 campo eletrico gerado pelo eanudoeletrizado nao atingiu 0 interior do tubo metalico.Mas, por que isso oeorreu?

A aproximac;:ao do canudo plastieo eletrizadofaz com que as cargas no interior do eondutor seredistribuam, em func;:ao do campo eletrico criadoexternamente. Se considerarmos, por exemplo, 0canudo carregado positivamente, teremos, na re-giao do tubo condutor proxima ao canudo, umacumulo de eletrons livres, fazendo com que aoutra regiao esteja com falta de eletons livres oupositivamente earregada.

Ja que as cargas moveis do condutor nao fo-ram removidas dele, 0 equilibrio eletrostatieo eentao atingido porque a nova distribuic;:ao de ear-gas apresenta um campo eletrico que cancela eom-pletamente 0 campo eletrico externo aplieado. As-sim, no interior do eondutor, 0 campo eletrico enulo. Isto nos permite usar eondutores para "iso-lar" determinadas regiees, onde a influencia docampo eletrieo seja indesejavel.

Note que os materiais isolantes nao permitemque 0 fenomeno acima ocorra porque, nao pos-suindo eletrons livres, sac polarizados apenas napequena regiao da qual 0 eanudo se aproxima.Assim, nao ocorre uma mudanc;:a global na distri-buic;:aodas cargas, 0 que impossibilita 0 surgimen-to de campo eletrico que anule 0 original.

ObS81Y8f;;;o:Este aparato experimental e parte de um profe-

to de ensino desenvolvido pelo grupo Instrumenta-9ao para 0 Ensino do Profeto Fundao - Ffsica(UFRJ/ CAPES-PADCT-SPECj e vem sendo utiliza-do em carater experimental, em algumas escolasda rede publica e particular do Estado do Rio deJaneiro.