Eletrostatica

INTRODUÇÃO

A eletrostática é a área do eletromagnetismo que se interessa em estudar a situação na qual as cargas elétricas estão em repouso. Mais geralmente, essa área estuda a situação na qual as cargas elétricas (que se encontram distribuídas num determinado objeto) estão em equilíbrio. Esse é o sentido da palavra estática agregada à palavra eletro formando a palavra eletrostática (SALMERON, Roberto A., 1965)

O nosso conhecimento acerca da eletricidade data dos primórdios da nossa civilização, mas permaneceu apenas como um fenômeno interessante por milênios, sem uma teoria para explicar seu comportamento. No final do século 17, foram desenvolvidas técnicas para gerar eletricidade por fricção, mas o desenvolvimento de máquinas eletrostáticas não começou até o século 18, quando elas se tornaram instrumentos fundamentais para os estudos sobre a nova ciência da eletricidade (NUNES, 2001).

Geradores eletrostáticos operam pela transformação de trabalho mecânico em energia elétrica. Elas geram cargas eletrostáticas de sinais opostos mantidos por dois condutores. Elas operam pelo movimento de placas ou correias que se movem de modo a levar carga elétrica para um eletrodo mantido em um alto potencial, criando campos elétricos (NUNES, 2001).

O gerador de Van de Graaff é uma máquina eletrostática que foi inventada pelo engenheiro estado-unidense descendente de holandeses, Robert Jemison Van de Graaff, por volta de 1929. A máquina foi logo empregada em física nuclear para produzir as tensões muito elevadas necessárias em aceleradores de partículas. Versões pequenas do gerador são frequentemente vistas em demonstrações sobre eletricidade, produzindo o efeito de arrepiar os cabelos de quem tocar na cúpula, isolado da terra, pois o cabelo fica eletrizado com cargas da mesma polaridade, que consequentemente se repelem (CAPELARI, D.; ZUKOVSKI, S. N. S., 2009). Outra demonstrações ocorrem utilizando o chamado “poder das pontas” e “vento elétrico”.

Uma ponta é uma região muito curva. E como a eletricidade se acumula mais nas regiões mais curvas, quando um corpo eletrizado tem uma ponta, nela há grande acúmulo de carga elétrica. Numa ponta a densidade elétrica é sempre maior do que nas regiões não pontudas. Com as pontas se dão os três fatos seguintes: uma ponta sempre se eletriza mais facilmente do que uma região não pontuda; se um corpo já está eletrizado, uma ponta perde carga elétrica mais facilmente do que as regiões não pontudas; por este motivo é difícil manter-se eletrizado um corpo que possua pontas; se um corpo está eletrizado, uma ponta tem sobre os outros corpos uma ação muito mais forte do que as regiões não pontudas. Esses três fatos são conhecidos como “poder das pontas” (SALMERON, Roberto A., 1965).

Como a ponta tem carga negativa, repele elétrons das moléculas de ar que estão próximas dela. Elétrons de muitas dessas moléculas de ar escapam das moléculas. A molécula com falta de elétrons deixa de ser neutra e se torna um agregado de partículas com carga resultante positiva, que chamamos íon positivo. O íon positivo é então atraído pela ponta. Quando os íons positivos são atraídos pela ponta, arrastam consigo outras moléculas de ar. Há então um deslocamento de ar, provocado por um fenômeno elétrico, é chamado vento elétrico ou sopro elétrico (SALMERON, Roberto A., 1965).

2 OBJETIVOS

Induzir o transporte de cargas através de um Gerador de Van de Graaff e analisar suas interações com o meio.

3 METODOLOGIA

MATERIAIS

 Gerador de Van der Graaff

 Bastão metálico

 Hélice

 Voluntário

 Banco de madeira

MÉTODOS

1) Arrepiando os cabelos de uma pessoa

Quando uma pessoa coloca as mãos na esfera, o sistema pessoa-esfera fica carregado negativamente; os cabelos ficam arrepiados, pois as cargas tendem a se acumular nas pontas e se repelem