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Eletroscópio Eletrônico – Circuito Medidor de Eletricidade Estática

A eletricidade estática é um perigo para quem trabalha na área da eletrônica, a estática que pode causar uma descarga eletrostática, que em alguns casos pode causar a queima de um circuito eletrônico.

Para se detectar a eletricidade estática é usado o um aparelho de medição chamado de electrostatic field meter, em português, medidor de campo eletrostático ou eletroscópio.

Com o medidor de campo eletrostático podemos medir a eletricidade estática de locais e objetos, este medidor não pode faltar para quem trabalha com equipamentos e componentes eletrônicos sensíveis a descargas eletrostáticas.

Então resolvi publicar aqui um desses medidores, seu circuito é bem simples e pode detectar os campos de tensão estática que cercam todos os objetos eletrificados, ou seja, ele funciona como um eletroscópio eletrônico.

O que é Eletricidade Estática e o Eletroscópio

A eletricidade estática é o acumulo de cargas elétricas que podem se manifestar em qualquer material. A eletricidade estática aparece principalmente com o atrito entre dois materiais que ocorrem no dia-a-dia, na maioria das vezes é um fenômeno imperceptível, mas em alguns casos a eletricidade estática pode ser muito perigosa e até fatal.

O eletroscópio é um aparelho que tem como função detectar a existência de cargas elétricas em um corpo ou objeto eletrizado.

Os modelos mais comuns são o pêndulo eletrostático e o eletroscópio de folha de ouro (ou papel).

O eletroscópio de folha de ouro foi desenvolvido pelo clérigo e físico britânico Abraham Bennet  por volta de 1787 , o instrumento mais sensível até então construído (foto abaixo).

Eletroscópio de folha de ouro
Eletroscópio de folha de ouro mostrando uma indução eletrostática. Via

O Gerador ou Máquina de Wimshurst é um gerador eletrostático de alta tensão desenvolvida em 1883 pelo inventor britânico James Wimshurst. A maquina se baseia no efeito triboelétrico de acumulação de cargas , onde cargas são acumuladas quando dois materiais diferentes são friccionados um contra o outro.

Esta máquina pertence à uma classe de Máquinas Eletrostáticas, que “geram” cargas elétricas através do fenômeno da indução eletrostática.

A eletricidade estática pode ser usada a nosso favor, um bom exemplo é a maquina fotocopiadora (Xerox), seu funcionamento está baseado nos princípios da eletricidade estática.

Circuito Medidor de Eletricidade Estática

Os eletroscópios tradicionais de folha como vimos acima detectam potenciais eletrostáticos na faixa de centenas ou milhares de volts. Já o eletroscópio eletrônico descrito aqui pode detectar potenciais eletrostáticos de apenas alguns volt.

Apesar da simplicidade do circuito a sensibilidade deste detector é extremamente alta, sendo a eletricidade estática em nosso ambiente na faixa de alta tensão, esse medidor de eletricidade estática pode detectar objetos eletricamente carregadas a uma grande distância.

Circuito Medidor de Eletricidade Estática

A fonte de alimentação do detector é feita por uma bateria de 9 Volts e a antena não é critica e você pode usar o tamanho que quiser.

O resistor R1 é de 1 MOhm, ele é usado apenas para protege o transistor FET, pois uma faísca estática acidentais pode queima-lo instantaneamente.

O circuito vai funcionar perfeitamente sem esse resistor, desde que não se toque a antena com as mãos ou em um objeto.

Em objetos negativos o LED ficará apagado, ele acende quando perto de um objetos eletricamente positivos.

Lista de componentes

Q1 –  MPF102  Transistor FET (Campo Efeito) – Datasheet MPF102
L1 – LED de qualquer cor
R1 – 1 Mohms Resistor 1/8
ANT 1 – Antena telescópica ou de fio de no máximo 50 cm

Montagem do circuito em um clip de bateria 9Volts.

Eletroscópio Eletrônico
Eletroscópio Eletrônico montado no clip da bteria 9 Volts Via

Para testar o circuito, passe um pente ou uma caneta esferográfica no cabelo para carregar o objeto de eletricidade estática, em seguida, encoste perto da antena sem tocar.

Uma prova da grande sensibilidade deste detector é que em um dia de baixa umidade, o LED do detector vai acender bastando alguém pentear o cabelo a uma distância de cinco metros ou mais.

Os materiais listados abaixo são classificados por ordem de sua capacidade de manter ou desistir de elétrons. Este ranking é chamado de séries triboeléctricas. Se dois materiais são friccionadas, o mais alto na lista vai doar elétrons e tornar-se carregado positivamente.

Positiva (+)
As mãos humanas
Vidro
Cabelo humano
Nylon

Pele
Chumbo
Seda
Papel
Algodão
Aço
Neutro (0)
Madeira
Borracha endurecida
Níquel, cobre
Bronze, prata
Ouro, platina
Poliéster
Filme plástico
Poliuretano
Fita de Polietileno
Polipropileno
Silício
Teflon
Negativo (-)

Aqui no blog tem outros artigos parecidos, só que em vez de usar transistor Fet, é usado um Mosfet: Detector Eletrostático positivo ou negativo usando MOSFET e este que usa transistor Fet também, Simples Detector de Eletricidade Estática – Precauções com Eletricidade Estática .

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