Relatório Laboratório De física - Gerador De Van De Graff

1 -

Objetivo.................................................................................................1

2 - Introdução teórica...............................................................................1,2

3 – Materiais utilizados...............................................................................2

4 - Resultados experimentais..................................................................3,4

5 - Conclusão...........................................................................................4,5

6 – Referência bibliográfica........................................................................5

1- OBJETIVO

Demonstração visual da existência das linhas de força através do campo

elétrico gerado pela produção de uma tensão com um gerador de Van de Graaff,

interpretando os efeitos do campo elétrico produzido pelo acúmulo de cargas em

uma esfera oca metálica.

2- INTRODUÇÃO TEÓRICA

Os átomos da matéria são formados de uma grande quantidade de

partículas. Dentre elas as mais conhecidas são o próton (carga positiva), o elétron

(carga negativa) e o nêutron (carga nula). Diz – se que, quando o número de prótons

em um átomo é igual ao número de elétrons, este permanece neutro. Pode-se

estender este raciocínio à matéria em geral. Esta condição é chamada de Equilíbrio

Eletrostático.

No entanto, este equilíbrio pode ser desfeito. Isto é possível a partir de

um processo chamado de Eletrização, que pode ocorrer de três maneiras: atrito,

contato e indução. Para reproduzir estes processos é utilizado um equipamento

chamado Gerador de Van de Graaff (figura 1) ou gerador eletrostático de correia.

Este equipamento foi desenvolvido pelo Engenheiro americano Robert

Jemison Van de Graaff (1901 – 1967) (figura 2) que, motivado por uma conferência

que assistira de Marie Curie, passou a se dedicar a pesquisas no campo da Física

Atômica. Uma das consequências destes estudos é a construção do gerador que

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leva seu nome, o qual teve aplicação direta em várias áreas do conhecimento como

na medicina e na indústria.

Figura 1 Figura 2

Nas escolas, este aparelho é destinado ao estudo experimental da

eletrostática. Um motor movimenta uma correia isolante que passa por duas polias,

uma delas acionada por um motor elétrico que faz a correia se movimentar. A

segunda polia encontra-se dentro da esfera metálica oca. Através de pontas

metálicas a correia recebe carga elétrica de um gerador de alta tensão. A correia

eletrizada transporta as cargas até o interior da esfera metálica, onde elas são

coletadas por pontas metálicas e conduzidas para a superfície externa da esfera.

3 - MATERIAIS UTILIZADOS

1. Gerador de Van de Graaff;

2. Cuba de vidro;

3. Base acrílica;

4. Eletrodos;

5. Cabos de ligação banana-banana;

6. Esfera auxiliar de alumínio com cabo;

7. Fubá;

8. Óleo de soja;

9. Fita adesiva;

10. Lâmpada fluorescente;

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4 - RESULTADOS EXPERIMENTAIS

Rompimento da rigidez dielétrica do ar

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL Ligamos o aparelho e aproximamos

o bastão de teste da cabeça do gerador (figuras 3 e 4).

Figura 3: Gerador de correia com bastão Figura Figura 4: Aproximação do bastão de teste junto à

cabeça do gerador

Resultado Foi verificado que o gás em questão é o ar atmosférico. No

momento em que aproximamos o bastão de teste ao Gerador ocorreu uma

transferência visível de elétrons de um corpo para o outro. Essa transferência é

denominada descarga elétrica, que é o rompimento de elétrons no ar. A

transferência é parecida com o fenômeno natural, os raios, possuindo até mesmo

uma cor parecida, sendo esbranquiçado e com o espectro combinado do oxigênio e

do nitrogênio. Essa descarga produz assim uma faísca luminosa e violenta. Assim a

densidade superficial de carga se torna alta o suficiente para que o campo elétrico

próximo à superfície seja maior que a rigidez dielétrica do ar. Então a esfera se

descarrega no bastão, por intermédio do ar, que se tornou um condutor. Na lâmpada

fluorescente (figura 5), a transferência de elétrons faz com que esses se

choquem com as moléculas de gás mercúrio contidas no tubo, o que produz não só

a excitação como também a ionização dos átomos. Ionizados, os átomos do gás são

acelerados pela diferença de voltagem entre os terminais do tubo e, ao se chocarem

com