Práticas Física III - Roteiro 1

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ROTEIRO DE ATIVIDADE EXPERIMENTAL 1
GERADOR DE VAN DE GRAAFF – CARGAS ELÉTRICAS
1. Equipamentos:
· Kit gerador eletrostático de correia (Gerador de Van de Graaff):
· Torniquete:
· Agulha com conector banana:
· Percevejo metálico:
2. Objetivo:
· Verificar os efeitos de cargas elétricas;
· Entender o fenômeno da descarga elétrica;
· Entender o funcionamento do “para-raios”.
3. Roteiro 1:
a) Ligue o Gerador de Van de Graaff e espere, no mínimo, 5 segundos;
b) Conecte a esfera secundária na parte inferior do Gerador de Van de Graaff (terminal positivo):
c) Aproxime a esfera secundária da esfera primária até que se forme uma descarga elétrica. Anote a distância entre as duas esferas: d=2cm_____.
d) Com a fórmula |V|=E.d, e sabendo que a ruptura dielétrica do ar ocorre com E=3x106 V/m, determine a diferença de potencial V entre as esferas: V=10.000 V___________;
e) Escreva sobre como se dá o acúmulo de cargas no Gerador de Van de Graaff:
R: Ao atingir a parte superior as cargas elétricas, que surgiram com o processo de eletrização, são transferidas para a superfície interna do metal, sendo então distribuídas para toda a superfície da esfera metálica, ficando carregada de cargas elétricas. 
4. Roteiro 2:
a) Utilizando a agulha com conector banana, equilibre o torniquete na parte superior da esfera primária do Gerador de Van de Graaff:
b) Ligue o Gerador de Van de Graaff;
c) Escreva sobre o fenômeno observado e sobre o “poder das pontas da eletrostática”:
R: podemos explicar esse fenômeno pelo poder das pontas, que diz que as cargas em excesso tendem a escapar pelas pontas devido ao campo elétrico mais intenso criado alo. Logo, a diferença de potencial, agora, não é mais suficiente para romper a rigidez dielétrica do ar. 
 O poder das pontas é o nome dado ao princípio físico que rege o funcionamento de alguns objetos do nosso cotidiano como os para-raios. Segundo esse princípio, o excesso de carga elétrica em um corpo condutor é distribuído por sua superfície externa e se concentra nas regiões pontiagudas ou de menor raios é nas pontas que a energia é descarregada. Isso ocorre porque as extremidades são regiões muito curvas e, como a eletricidade se acumula mais nessas áreas, um corpo eletrizado dotado de pontas acumula nelas sua energia. A densidade elétrica de um corpo será sempre maior nas regiões pontudas em comparação as planas
5. Roteiro 3:
a) Cole, na esfera secundária, um percevejo metálico de maneira que as partes metálicas estejam em contato:
b) Ligue o Gerador de Van de Graaff;
c) Conecte a esfera secundária na parte inferior do Gerador de Van de Graaff (terminal positivo);
d) Aproxime a esfera secundária da esfera primária;
e) Escreva sobre o fenômeno observado:
R: Criou-se uma faísca entre as duas. Isto acontece porque existe uma diferença de potencial entre esfera primária e a esfera secundária, grande o bastante para romper a rigidez dielétrica do ar, ou seja, o ar deixou de ser isolante e se tornou condutor. 
Sabendo que o fenômeno observado representa o princípio de funcionamento de um “para-raios”, descreva o objetivo do Sistema de Proteção contra Descargas Atmosféricas (SPDA):
R: O Sistema de Proteção contra Descargas Atmosféricas (SPDA) tem por objetivo principal evitar a incidência direta de raios na estrutura a ser protegida, através da constituição de pontos preferenciais de incidência para as descargas que eventualmente atingiriam a estrutura na ausência do sistema