Gerador De Van Der Graaff

O físico americano Robert Jemison Van de Graaff (1901-1967), construiu o gerador que levou seu nome por volta de 1929. O motivo para construir um gerador de altas voltagens era de suprir a necessidade que físicos experimentais tinham na época, como Ernest Rutherford, que precisavam acelerar partículas a energias suficientemente altas para desintegrar o núcleo atômico. O primeiro gerador, foi feito na Universidade de Princeton, onde lecionava, e atingia até 80.000V. O princípio básico de funcionamento do gerador de Van de Graaff é o fato da carga elétrica se transferir integralmente de um corpo para outro, quando há contato interno.

O gerador é constituído por uma correia que passa por duas polias, a primeira é acionada por um motor elétrico que faz a correia se movimentar. E a segunda polia encontra-se no interior de uma esfera metálica oca, que está apoiada em duas colunas isolantes. Enquanto a correia se movimenta, ela recebe carga elétrica. Esta carga é transportada pela correia para o interior da esfera metálica. Uma ponta ligada a esta esfera recolhe a carga transportada pela correia. Em virtude do contato interno, esta carga se transfere integralmente para a superfície externa da esfera do gerador. Como as cargas são transportadas continuamente pela correia, elas vão se acumulando na esfera, até que a rigidez dielétrica do ar seja atingida. Nos geradores de Van de Graaff usados em trabalhos científicos, o diâmetro da esfera é de alguns metros e a altura do aparelho atinge às vezes 15 m. Nestas condições, é possível obter voltagens de até 10 milhões de volts. O ar é um isolante elétrico, mas quando uma camada de ar de 1,0 m de espessura estiver submetida a uma diferença de potencial de 3.106V nota-se que ele passa a conduzir. Este valor é chamado rigidez dielétrica do ar, ou seja, a rigidez dielétrica é o campo elétrico mínimo acima do qual o material passa a conduzir eletricidade. No gerador eletrostático que você fará o experimento facilmente se atinge este campo elétrico a ponto de a esfera soltar um raio. Como em um condutor o campo elétrico E pode ser obtido pela expressão:

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