GERADOR DE VAN GRAAFF

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ESCOLA ESTADUAL ANTÔNIO LUCENA BITTENCOURT
JOÃO MARCELO GOMES LOPES 
 GERADOR DE VAN GRAAFF
MANAUS 
2022
JOÃO MARCELO GOMES LOPES 
GERADOR DE VAN GRAAFF
 
Trabalho apresentado para obtenção de nota parcial na disciplina de Física, ministrado pela professor Paulo Farias. 
MANAUS
2022
Sumário
INTRODUÇÃO	4
GERADOR DE VAN DE GRAAFF	5
1. OBJETIVO	5
2. INTRODUÇÃO TEÓRICA	5
3. MATERIAIS NECESSÁRIOS:	5
4. MONTAGEM EXPERIMENTAL:	6
5. DADOS OBJETIVOS	7
6. ANALISE DOS DADOS	7
CONCLUSÃO	8
REFERÊNCIAS	9
INTRODUÇÃO
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 em sua homenagem. Esse aparelho teve, e ainda tem, larga aplicação na física atômica como também na medicina e na indústria. Nos laboratórios de ensino médio e superior utilizam-se modelos simplificados desse gerador para fins de demonstrações de eletricidade.
GERADOR DE VAN DE GRAAFF
O chamado gerador de Van de Graaff foi idealizado pelo engenheiro americano Jemison Van de Graaff, em 1929, com o objetivo de atingir altas tensões. Esse equipamento foi indispensável para condução das pesquisas sobre a constituição dos átomos e pesquisas nucleares. O gerador constitui-se de um motor capaz de movimentar uma correia feita de material isolante. A correia atrita-se na parte inferior com uma escova metálica ligada ao eletrodo negativo ou positivo de uma fonte. Esse movimento eletriza a correia por atrito, que sobe pelo lado esquerdo (vide figura) eletrizada. Ao chegar à parte superior, a correia toca uma segunda escova, que está em contato com a camada esférica do gerador. Cargas elétricas de sinal oposto ao da correia penetram por ela, deixando a esfera do gerador eletricamente carregada e capaz de gerar altas tensões elétricas ao seu redor.
1. OBJETIVO
Fazer um estudo qualitativo do campo elétrico e linhas de força por meio do gerador de Van de Graaff.
2. INTRODUÇÃO TEÓRICA
 
O conceito de campo elétrico foi introduzido no início do século XIX por Michael Faraday [1, 2] ele desenvolveu uma representação gráfica, na qual ele imaginou o espaço em torno de uma carga elétrica como sendo preenchido por “Linhas de Força” [1, 2]. 
Hoje em dia, não consideramos as linhas de força da mesma forma que Faraday o fez, mas elas são conservadas como uma forma conveniente para visualizar o campo elétrico. Estas linhas são referenciadas como “Linhas de Campo Elétrico”. 
O objetivo do experimento e utilizar o gerador de Van de Graaff, para que o mesmo atue como uma fonte elétrica proporcionando uma diferença de potencial entre os eletrodos metálicos que ir ao ser utilizados, para que possamos observar a aplicação da teoria dita acima, podendo visualizar o campo elétrico em diferentes situações, junto das linhas de forças produzidas pelo mesmo. O experimento tem como foco uma observação qualitativa das linhas de campo.
3. MATERIAIS NECESSÁRIOS: 
• Gerador eletrostático de Van de Graaff; • Óleo de resina; 
• Mesa projetável; • 2 Cabos conectores.
• Cuba de vidro; 
• 2 Eletrodos planos; 
• 1 Eletrodo pontual; 
• 1 Eletrodo em forma de anel; 
• 2 Eletrodos pontuais; 
• Sementes de grama; 
4. MONTAGEM EXPERIMENTAL: 
1. Conectei o cabo vermelho na cabeça do gerador e em um dos conectores (bornes) da cuba;
2. Conectei o outro cabo na base do gerador e no outro conector da cuba;
3. Espalhei uma fina camada de óleo de resina na cuba de vidro; 
4. Derramei um pouco de sementes de grama;
5. Regulei, liguei e assim deixando o gerador de Van de Graaff funcionar por alguns segundos.
Obs: Antes de realizar qualquer tipo de contato físico com todas as partes do gerador e da cuba, desligue e realize a descarga elétrica (aterramento) a fim de evitar choques elétricos.
Coloquei os eletrodos planos em forma de “palitos” no interior da cuba, de modo que eles estejam paralelos e cada um esteja conectado a um conector.
Observei atentamente o que ocorre na região entre os eletrodos e o arranjo das sementes. 
Inverti a polaridade de um dos eletrodos para que ambos acumulem cargas de mesma polaridade. Reconfigurei os eletrodos da maneira que desejar para observar como se comportara as linhas de campo elétrico.
5. DADOS OBJETIVOS 
O gerador de Van de Graaff funciona através da movimentação de uma correia que é eletrizada por atrito na parte inferior do aparelho. 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. Se durante o funcionamento do gerador aproximarmos o dedo ou um objeto de metal perceberemos leves descargas elétricas que ocorrem em razão da diferença de potencial (ddp).
6. ANALISE DOS DADOS
Procedimento estava baseado em atritarmos vários materiais, carregando-os por atrito, ficando eletrizados, obteve-se sinais de cargas positivas e negativas. Teve-se materiais que em contato ficava positivo e em outro contato ficava negativo, variava das características desses materiais. Podemos comparar esses resultados com a série triboelétrica, no qual nos dá uma ideia, ema base de referência não apropriada, mas uma boa aproximação do que se esperava.
	
CONCLUSÃO
Conclui se que os corpos se carregam com cargas de sinais positivos ou negativos, sendo respectivamente, a perda e ganho de elétrons, e depende da natureza do material. Foi visto que corpos feitos do mesmo material não se carregam quando atritados, de acordo com o que é especificado nas literaturas. A partir do momento em que as cargas acumuladas da esfera metálica criarem um campo elétrico de 30 KV/cm, o ar nas redondezas do condutor sofrerá um processo de ionização, o chamado efeito corona, que limitará o acúmulo de cargas elétricas na esfera.  O gerador de Van de Graaff pode ser utilizado em laboratórios de Física para o estudo de eletrizações por atrito, cargas elétricas, rigidez dielétrica etc.
REFERÊNCIAS 
HALLIDAY, D.; RENSICK, R.; WALKER, J. FÍSICA 3 – LIVROS TECNICOS E CIENTIFICOS EDITORA – 5 A EDIC¸AO. 2004.
SEARS E ZEMANSKY, YOUNG E FREEDMAN, FISICA 3 – ELETROMAGNETISMO. TRADUÇÃO DE DANIEL VIEIRA. REVISAO TECNICA DE ADIR MOYSES LUIZ, 14. ED. 2008.
JÚNIOR, JOAB SILAS DA SILVA. "GERADOR DE VAN DE GRAAFF"; BRASIL ESCOLA. DISPONÍVEL EM: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/gerador-van-graaff.htm. ACESSO EM 28 DE FEVEREIRO DE 2022.