RELATÓRIO FÍSICA EXPERIMENTAL III - ELETRIZAÇÃO

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UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ

Turma: 3016

Data da Aula: Quinta-feira

GERADOR DE VAN DER GRAAFF

Nº do Experimento: 01

INTRODUÇÃO TEÓRICA

ELETRIZAÇÃO

1.1 – Cargas elétricas

        Carga elétrica é uma propriedade intrínseca das partículas fundamentais de que é feita a matéria; em outras palavras, é uma propriedade associada à própria existência das partículas.

A grande quantidade de cargas que existe em qualquer objeto, raramente, pode ser observada, porque a maioria dos objetos contém quantidades iguais de dois tipos de cargas positivas e cargas negativas.

Quando existe igualdade (ou equilíbrio) de cargas, dizemos que um objeto é eletricamente neutro, ou seja, a carga total do objeto é zero. Quando as quantidades dos dois tipos de cargas são diferentes a carga total do objeto é diferente de zero e dizemos que um objeto está eletricamente carregado. A diferença entre as cargas dos dois tipos de carga é sempre muito menor do que a quantidade de cargas positivas e cargas negativas contidos no objeto.

Eletrizar um corpo significa basicamente tornar diferente o número de prótons e elétrons. Um corpo eletrizado negativamente tem maior número de elétrons do que de prótons, fazendo com que a carga elétrica sobre o corpo seja negativa e um corpo eletrizado positivamente tem maior número de prótons do que de elétrons, fazendo com que a carga elétrica sobre o corpo seja positiva.

1.2 – Condutores e isolantes

Os materiais podem ser classificados de acordo com a facilidade com a qual as cargas elétricas se movem no seu interior. Nos condutores, como cobre dos fios elétricos, o corpo humano e a água, as cargas elétricas se movem com facilidade. Nos não condutores, também conhecidos como os isolantes, como os plásticos do isolamento dos fios, a borracha, o vidro e água destilada, as cargas não se movem. Os semicondutores, como silício e germânio, possuem propriedades elétricas intermediárias entre as dos condutores e as dos não condutores. Os supercondutores são condutores perfeitos, materiais nos quais as cargas se movem sem encontrar nenhuma resistência.

O comportamento dos condutores e não condutores se deve a estrutura e as propriedades elétricas dos átomos. Os átomos são formados por três tipos de partículas: os prótons que possuem carga elétrica positiva, os elétrons que possuem carga negativa e os nêutrons que não possuem carga elétrica. Os prótons e nêutrons ocupam a região central do átomo, conhecido como núcleo.

1.3 – Força eletrostática

Duas partículas carregadas exercem forças uma sobre a outra. Se as cargas das partículas têm mesmo sinal, as partículas que se repelem, ou seja, são submetidos a forças que tendem a afastá-las. Se as cargas das partículas têm sinais opostos, as partículas se atraem, ou seja, são submetidas a forças que tendem aproximadas. Essa força de repulsão ou atração, associada a carga elétrica dos objetos, é chamada de força eletroestática.

TIPOS DE ELETRIZAÇÃO

Existem três formas de se eletrizar um objeto. São elas: eletrização por atrito, eletrização por contato e eletrização por indução.

2.1 – Eletrização por atrito

        Ocorre quando atritamos dois corpos de substâncias diferentes (ou não), inicialmente neutros, e haverá transferência de eletros de um corpo para o outro, de tal forma que um corpo fique eletrizado positivamente (cedeu elétrons) e outro corpo fique eletrizado negativamente (ganhou elétrons). A eletrização por atrito é mais forte quando é feita por corpos isolantes, pois os elétrons permanecem nas regiões atritadas.[pic 2]

2.2 – Eletrização por contato

        Dizemos que a eletrização por contato é um processo no qual um corpo eletrizado é colocado em contato com um corpo neutro.

        Se dois corpos condutores, sendo pelo menos um deles eletrizado, são postos em contado, a carga elétrica tende a se estabilizar, sendo redistribuída entre os dois, fazendo com que ambos tenham a mesma carga, inclusive com mesmo sinal.

        O cálculo da força resultante é dado pela média aritmética entre a carga dos condutores em contato.[pic 3]

2.3 – Eletrização por indução

        Esse tipo de eletricidade pode ocorrer apenas pela aproximação entre um corpo eletrizado e um corpo neutro, sem que entre eles aconteça qualquer tipo de contato.

        Este processo de eletrização é totalmente baseado no princípio da atração e repulsão, já que a eletrização ocorre apenas com a aproximação.

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GERADOR DE VAN DER GRAAF

3.1 – Esquema de funcionamento do gerador de Van Der Graaff:

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1  Esfera de metal;

2 Eletrodo conectado a esfera, com uma escova na ponta para assegurar a ligação entre a esfera e a correia;

3 Rolete superior;

4 Lado positivo da correia;

5 Lado negativo da correia;

6 Rolete inferior;

7 Eletrodo inferior;

8 Bastão terminado em esfera usado para descarregar a cúpula;

9 Faísca produzida pela diferença de potencial.

EXPERIMENTOS (Etapas)

4.1 – Eletrização por indução entre o gerador e o bastão

Havendo transferência de cargas do gerador para a cúpula, esta está eletricamente carregada. Aproximamos e afastamos o bastão com a esfera menor da cúpula do gerador e observamos a transferência de elétrons livres da cúpula pra a esfera do bastão que estava sendo eletrizada por indução, através do ar.