O Gerador de Graff
Por: vitoriaimbassay • 10/11/2020 • Relatório de pesquisa • 945 Palavras (4 Páginas) • 225 Visualizações
Nascido em 20 de dezembro de 1901 na Mansão Jemison-Van de Graaff (Figura 1) (que foi adicionada ao Registro Nacional de Lugares Históricos dos Estados Unidos em 19 de abril de 1972 por conta de sua significância arquitetural) em Tuscaloosa, Alabama, Robert Jemison Van de Graaff (Figura 2) era de descendência holandesa e possuída 3 irmãos.[pic 1]
Estudou na Universidade do Alabama, onde conseguiu seu diploma de bacharel (1922) e posteriormente seu diploma de mestre (1923), ambos em engenharia mecânica. Após isso trabalhou por um ano como assistente de pesquisa na Alabama Power Company (empresa de geração de energia localizada no estado do Alabama nos Estados Unidos).[pic 2]
Entre 1924 e 1925 estudou em Sorbonne na
Figura 1: Mansão Jemison-Van de Graaff. Tuscaloosa, Alabama
Faculdade de Paris, onde participou de conferências com Marie Curie sobre radiação. Em 1926, Robert obteve seu diploma de bacharel em física pela Universidade de Oxford na Inglaterra como aluno bolsista, e em 1928 recebeu seu diploma de doutor em física pela mesma universidade.
Figura 2: Robert Jemison Van de Graaff.
Durante sua estadia em Oxford, Robert começou a se interessar por física nuclear e a partilhar de ideias como a de que as partículas poderiam ser aceleradas a velocidades suficientemente grandes para que o núcleo atômico se desintegrasse com pessoas como Ernest Rutherford. Então em
1929 Robert desenvolveu com o auxílio de Nicholas Burke na Universidade de Princeton, seu primeiro gerador, que ficou conhecido por Gerador de Van Graaff que produzia 80,000 volts. Dois anos depois (1931), ele desenvolveu seu segundo gerador, que gerava dessa vez 7 milhões de volts.
Ganhou prêmios importantes como a Medalha Elliott Cresson (1936), e o Prêmio Tom
W. Bonner de Física Nuclear (1966).
Robert morreu em 16 de janeiro de 1967 em Boston, Massachusetts com 65 anos de idade, deixando 2 filhos.
O chamado Gerador de Van de Graaff é uma máquina eletrostática inventada pelo engenheiro em 1929 e construída em 1930 (Figura 3), usada inicialmente como um componente muito importante no processo de aceleração de partículas. Esse potente gerador de cargas é comumente utilizado em aulas de física para o estudo de eletricidade e seu[pic 3]
efeito mais popular é o de deixar as pessoas que encostam na cúpula metálica que fica no topo do aparelho com os cabelos arrepiados.
O gerador de Van de Graaff utilizado em salas de aula (Figura 4) é na maioria das vezes constituído por uma correia de material isolante, duas roldanas - sendo um deles feito de material condutor de cargas como o alumínio - uma cúpula de descarga, um motor, duas escovas ou pentes metálicos, uma coluna de apoio, e eles vêm acompanhados de um bastão com terminação em metal (Figura 4), que dependendo do fabricante do gerador, vem ligado ao aparelho por um fio condutor ou separadamente do aparato maior. Quando o motor é ligado e aciona a roldana isolante, a mesma se fricciona com a correia isolante, transferindo cargas negativas para a
Figura 3: Robert J. Van de Graaff e uma das primeiras versões do Gerador de Van de Graaff
roldana. Conforme a roldana fica com um acumulo de cargas negativas, as cargas positivas da escova magnética da parte inferior do aparelho são induzidas, assim o campo eléctrico entre a roldana e a escova aumenta e o ar que circunda a[pic 4]
escova se ioniza. Com essa ionização, as cargas positivas das moléculas de ar são transferidas da escova para a superfície externa da correia, que com o movimento
causado pelo atrito com as roldanas, acaba por levar essas cargas para a cavidade interna da esfera metálica chamada de abóbada. Ao chegar nessa cavidade, as cargas positivas que estão na correia passam,[pic 5]
Figura 4: Estrutura básica do Gerador de Van de Graaff
por intermédio de uma segunda escova metálica, para a superfície da abóbada por meio da ionização do ar. Esse processo permite carregar de forma excessiva a abóbada positivamente
causando assim um grande potencial nessa superfície. Quando o bastão de extremidade metálica é aproximado da abóbada, se a diferença de tensão entre as duas partes for alta uma corrente irá fluir da abóbada para o bastão através do ar seco. Quando uma pessoa encosta as mãos na superfície carregada da abóbada, essas cargas da esfera metálica irão
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