Configuração das linhas de Força entre eletrodos de diferentes formatos

Título: Configuração das linhas de Força entre eletrodos de diferentes formatos.

1. Objetivos gerais:

- Mapear a configuração das linhas de força entre eletrodos de vários tipos;

- Interpretar a partir das linhas de força, o comportamento do campo elétrico nas proximidades de dois eletrodos de formatos diferentes;

- Identificar e descrever uma blindagem para campo elétrico;

- Identificar e descrever o poder das pontas.

2. Montagem:

2.1. Conecte os dois eletrodos retos (5) na cuba cilíndrica (11) conforme a figura 1.

Figura 1

2.2. Faça as conexões elétricas em conformidade com a figura abaixo.

3. Atividades:

3.1. Coloque uma fina camada de óleo na cuba cilíndrica, o suficiente para cobrir o fundo e definir claramente os contornos dos eletrodos.

3.2. Espalhe um pouco de Farinha uniformemente sobre o óleo.

3.3. Ligue o gerador (apenas o tempo necessário para o alinhamento das linhas de força).

3.4. Desenhe na figura 2 o aspecto das linhas de força observadas entre os dois eletrodos retos. Estes eletrodos representam 2 placas paralelas (de dimensões limitadas) carregadas com cargas de sinal (+) e (-).

3.5. Assinale na figura 2 a região onde o campo elétrico E é mais intenso. (Ao assinalar o vetor campo elétrico E, lembre que o eletrodo conectado à cabeça do gerador é um pólo

Através dos experimentos realizados com o Gerador eletrostático de Van de Graaff, identificar a atuação do campo elétrico, demonstrando visualmente a ação do campo elétrico sobre diversas formas.

- Descrever o funcionamento do eletroscópio de folhas

- Concluir que as cargas elétricas (estáticas) se distribuem na superfície externa do condutor, justificar essa distribuição de cargas

- Identificar os eletrodos ânodo e cátodo

- descrever condições necessárias para que se estabeleça uma descarga elétrica através de uma gás a alta pressão.

- Interpretar a divisão ocorrida na chama de uma vela, sob ação de um campo elétrico, em termos de ionização das moléculas de ar.

- mapear a configuração de linhas de força, o comportamento do campo elétrico nas proximidades de dois eletrodos de formatos diferentes

- Identificar e descrever uma blindagem para campo elétrico

- Identificar e descrever o poder das pontas

II. Referencial Teórico

O gerador de Van de Graaff é um dispositivo que, ao armazenar cargas elétricas no seu terminal esférico, pode gerar alta tensão (cerca de 100.000 volts). Este modelo didático permite realizar demonstrações que contextualizam diversos aspectos dos fenômenos eletrostáticos

Como as cargas são separadas

Primeiramente, no contato entre a superfície interna da correia de borracha com a do rolete inferior (PVC) ocorre separação de cargas elétricas: o rolete fica negativo e a superfície interna da correia fica positiva.

Em segundo lugar, por Efeito Corona - ionização de moléculas do ar – que ocorre no pente metálico, íons positivos do ar são depositados na superfície externa da correia e são transportados e recolhidos pelo terminal esférico onde se acumulam gerando alta tensão elétrica.

Um pouco de história

O Gerador Van de Graaff foi projetado e construído pelo engenheiro americano, Robert Jemison Van de Graaff ( 1901 – 1967) que se dedicou-se ao estudo e a pesquisa de Física Atômica no Instituto Tecnológico de Massachusetts – MIT – após estudos de pós graduação na Universidade de Sorbonne (Paris) onde trabalhou com Madame Marie Curie.

Em 1931 o Gerador Eletrostático de Alta Voltagem[ Gerador Van de Graaff] já era usado para acelerar partículas, indispensável para desvendar a constituição do átomo.

A máquina de Van de Graaff tinha bolas de alumínio com 4,5 metros de diâmetro e produzia tensão de aproximadamente 2 milhões de volt e foram montadas em trilhos para facilitar os respectivos deslocamentos.

Os aceleradores Van de Graaff sofreram desenvolvimento tecnológico dando lugares ao hoje conhecido como “aceleradores Pelletron”. No Instituto de Física da USP, em 1972, um acelerador Pelletron aposentou um antigo acelerador Van de Graaff que sustentou a pesquisa nuclear durante décadas. O Van de Graaff original pode ser encontrada no Museu de Boston.

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