O Gerador De Van De Graaff

‘’’O Gerador de Van de Graaff

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 chamadoGerador de Van de Graaff ou gerador eletrostático de correia.

Este equipamento foi desenvolvido pelo Engenheiro americano Robert Jemison Van de Graaff (1901 – 1967) 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 leva seu nome, o qual teve aplicação direta em várias áreas do conhecimento como namedicina e na indústria.

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.

Abaixo são sugeridas algumas atividades que podem ser feitas utilizando este gerador.

1. Descargas em gases a alta pressão: explica a ocorrência de relâmpagos e trovões.

Ligue o bastão de testes ao gerador (o mesmo possui na cúpula uma entrada para este experimento) e, após ligado, aproxime (sem encostar) o bastão de testes do gerador. Para maximizar o efeito visual do experimento, é interessante que, durante a sua ocorrência, o local esteja escuro. O exercício interessante é pedir aos alunos que relacionem o fato visto (e ouvido) com a ocorrência de relâmpagos e trovões. Outro aspecto que merece destaque neste experimento, é o fato de o ar (que é um meio dielétrico ou isolante) conduzir cargas (ou seja se comporta como condutor).

2. Princípio de funcionamento do eletroscópio de folhas: descreve o funcionamento de um eletroscópio de folhas.

Para realizar este experimento, os seguintes materiais são necessários:

• Gerador de Van de Graaf e bastão de testes;

• Haste para apoio das lâminas;

• Lâmina de alumínio (daquelas usadas para embalar alimentos) 10mm x 250mm, dobrada ao meio;

Para realizar o experimento, deve – se ligar a haste ao gerador (o mesmo possui na cúpula uma entrada para este experimento) e após o gerador ser ligado, deve – se aproximar (sem encostar) o bastão de testes da lâmina de alumínio.

3. Chuva de confetes: Eletrização por contato.

Com o gerador desligado, coloque papel picado sobre a cúpula. Ligue o gerador e observe o ocorrido.

Estas são apenas três sugestões de experimentos utilizando o gerador. A partir de livros e apostilas que contenham experimentos, é possível o professor criar uma série de experimentos adicionais. Basta um pouco de estudo do assunto e criatividade.

Fontes:

Site: http://geocities.ws/saladefisica9/biografias/vandegraaff.html

http://www.feiradeciencias.com.br/sala03/03_07.asp

Livro: Física experimental. Luís Antônio Macedo Ramos. Editora Mercado Aberto.

Apostila: Eletricidade e magnetismo I: Roteiros de práticas para o curso de Licenciatura e Bacharelado em Física. Nildo Loiola Dias. Universidade Federal do Ceará.

Nas pesquisas relacionadas ao campo da Física Moderna é necessária a utilização de voltagens muito elevadas, voltagens essas que podem chegar aos milhões de volts. Essas voltagens são utilizadas para acelerar partículas eletrizadas como, por exemplo, os elétrons, fazendo com que essas partículas atinjam grandes velocidades. Após atingir tais velocidades as partículas são lançadas contra núcleos atômicos, provocando dessa forma reações nucleares que são então estudadas pelos físicos.

Foi pensando em conseguir altas tensões que, em 1929, o físico americano Robert Jemison Van de Graaff construiu o primeiro modelo de gerador, que acabou por receber o nome de Gerador de Van de Graaff