Fisica Experimental

Nome da experiência: Descarga em Gases sob Pressão Atmosférica

1- Objetivos

 Entender o conceito de carga elétrica;

 Descrever e entender o fenômeno da geração de cargas elétricas em um gerador do tipo Van der Graaff;

 Entender o fenômeno da descarga elétrica e o mecanismo de transporte de cargas na atmosfera.

 Reconhecer a importância da pressão e da distância entre os eletrodos na capacidade de condução elétrica num gás.

2- Lista de materiais

 Um gerador eletrostático do tipo Van der Graaff;

 Uma esfera metálica com bastão;

 Uma conexão com pinos banana;

3- Procedimentos da experiência

Executamos a montagem conforme a figura ao lado. Conectamos os eletrodos ao gerador eletrostático.

Ligamos a chave do painel frontal e giramos o botão de velocidade para a aceleração máxima. Regulamos a pressão das palhetas sobre a correia de borracha, assim, aumentamos o atrito, sem que a correia pare de se movimentar.

Aproximando a esfera menor da cabeça do gerador observamos que o atrito dos rodízios de metal fazia com que as cargas de acumulassem na parte superior do gerador, na esfera maior. Observamos também que ocorre uma transferência de elétrons da esfera maior para a menor.

A transferência ocorre quando aproximamos as duas esferas porque quanto menor a distância de isolamento de um gás, maior será a condução elétrica. Podemos exemplificar fazendo uma comparação com o fenômeno dos relâmpagos que ocorre durante uma tempetasde.

A cor azulada durante a descarga elétrica é um canal ionizado, dentro do qual a energia eletrostática armazenada antes da descarga está sendo convertida em outras formas de energia, inclusive energia luminosa. A cor da luz que vem de dentro do canal depende também do gás utilizado; cada gás quando excitado por descarga elétrica pode emitir algumas em frequências ("cores") características. Mesmo no ar, se a descarga envolver pouca energia, a centelha pode ser avermelhada. Os mecânicos de automóvel testam as velas de ignição do motor, quando não tem equipamento sofisticado, olhando a cor da centelha; Centelha avermelhada é indesejável e neste caso revela problemas no equipamento de alta tensão que alimenta as velas. Portanto a cor branca azulada dos canais ionizados tem a ver com o gás dentro do canal, no caso do nosso experimento, o ar.

O sentido do raio azulado produzido sai da cúpula para o bastão. As cargas elétricas são direcionadas para a esfera maior; Ao aproximarmos a esfera menor, as cargas são transferidas.

Denominamos relâmpago o ruído e o clarão de cor azulada que surge durante a descarga elétrica que ocorre na natureza.

Em nosso experimento o gás deixou de ser isolante quando o campo elétrico atingiu o valor de 240.000 Volts ou 24 KV.

A maior intensidade do campo elétrico que é aplicada sobre o material isolante, tornando-o condutor, é chamada de rigidez dielétrica, e ela varia de material para material, pois alguns se mantêm isolantes com um determinado valor de campo elétrico e outros se transformam em condutores com a mesma intensidade de campo.

4- Tabela e/ou gráfico com os resultados da experiência

Não ocorreram medidas para exemplificarmos em tabelas ou gráficos.

5- Comentários

• Questões sobre os fundamentos teóricos da experiência:

O campo elétrico é um campo conservativo.

O que se entende por campo elétrico?

Campo elétrico é a região ao redor de uma carga (positiva ou negativa), na qual, ao se colocar um corpo eletrizado, este fica sujeito a uma força elétrica. Não e o espaço que envolve a carga, mas sim, as propriedades de natureza elétrica que existem ao redor dela.

Por que dizemos que o campo elétrico é um campo conservativo?

Porque o campo elétrico não perde energia depois do evento realizado; Portanto, quando retornamos à situação inicial, a energia inicial se mantém