Relatório Experimental do Gerador Van der Graaf, Windershurt, e Garrafa Leyden

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS – UFAM 
INSTITUTO DE CIENCIAS EXATAS E TECNOLOGIA – ICET 
BACHARELADO EM ENGENHARIA SANITÁRIA 
 
 
 
Alan Lopes da Costa 
Gabriel dos Anjos Guimaraes 
Gleyson Barbosa França 
Klivía Lúcia Glória Pantoja 
Marco Antônio de Souza Queiroz 
Raylson Silva de Oliveira 
 
 
 
EXPERIMENTO COM GERADOR DE VAN DER GRAAF, GERADOR 
DE WIMSHURST E GARRAFA DE LEYDEN 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Itacoatiara-AM 
2016 
Alan Lopes da Costa 
Gabriel dos Anjos Guimaraes 
Gleyson Barbosa França 
Klivía Lúcia Glória Pantoja 
Marco Antônio de Souza Queiroz 
Raylson Silva de Oliveira 
 
 
 
 
RELATÓRIO ACADÊMICO 
 
EXPERIMENTO COM GERADOR DE VAN DER GRAAF, GERADOR 
DE WIMSHURST E GARRAFA DE LEYDEN 
 
 
 
Trabalho solicitado pela 
disciplina ITE - 013 Eletricidade 
Geral e Experimental do Curso 
Bacharelado em Engenharia Sanitária, 
na Universidade Federal do 
Amazonas – UFAM, para obtenção 
de nota parcial na disciplina 
ministrada pela professora EDILANE 
MENDES DOS SANTOS 
 
 
 
Itacoatiara-AM 
2016 
 
Sumário 
INTRODUÇÃO ........................................................................................................................... 4 
OBJETIVO .................................................................................................................................. 4 
REFERENCIAL TEÓRICO ...................................................................................................... 4 
Eletricidade Estática ............................................................................................................... 4 
Formas de Eletrização ............................................................................................................ 5 
Eletrização por Atrito ............................................................................................................ 5 
Eletrização por Contato ......................................................................................................... 5 
Eletrização por Indução ......................................................................................................... 5 
DESENVOLVIMENTO EXPERIMENTAL ............................................................................ 6 
Materiais Utilizados ................................................................................................................ 6 
Procedimento Experimental ................................................................................................... 6 
1º Experimento – Gerador de Van der Graaf ........................................................................ 6 
2º Experimento – Gerador de Wimshurst .............................................................................. 6 
3º Experimento – Garrafa de Leyden .................................................................................... 7 
RESULTADOS E DISCURSÕES.............................................................................................. 7 
1º Experimento - Gerador de Van der Graaf ............................................................................ 7 
2º Experimento – Gerador de Wimshurst .................................................................................. 7 
3º Experimento – Garrafa de Leyden ........................................................................................ 8 
CONCLUSÃO ............................................................................................................................. 8 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ...................................................................................... 9 
 
 
 
 
 
 
 
INTRODUÇÃO 
Desde a Grécia Antiga conhecia-se que a fricção podia produzir calor e também 
produzir eletricidade estática em alguns corpos. Por outro lado, por volta do início do 
século XVIII, era de conhecimento geral que a eletrização de um corpo não produzia 
aumento apreciável de sua temperatura. Nessa época ainda não se sabia com certeza se 
os fenômenos relacionados com o calor ou com a eletricidade eram distintos, ou se a 
eletricidade era simplesmente uma manifestação dos fenômenos do calor. A história 
registra que as primeiras observações dos fenômenos elétricos ocorreram na Grécia 
Antiga de Tales de Mileto (640-546 a.C.) este foi o primeiro a constatar que o âmbar, ao 
ser friccionado, adquiria uma propriedade peculiar que era a de atrair corpos leves. Por 
volta de 1745, o Abade Jean-Antoine Nollet (1700-1770) passou a atribuir a origem dos 
fenômenos elétricos ao movimento em sentidos opostos de 388 Cinda, J. L. e Teixeira, 
O. P. B. duas correntes de fluidos muito sutis e inflamáveis. Nollet supôs que esses 
fluidos estivessem presentes em todos os corpos sob quaisquer circunstâncias. Quando 
um material dielétrico era excitado por fricção, parte do fluido escapava de seus poros, 
formando uma emanação ou um eflúvio. Com essa suposição, deu uma explicação para 
o fato de que alguns corpos são atraídos e outros repelidos por um corpo previamente 
eletrizado. Robert Symmer (1707-1763) foi um cientista inglês que, por volta de 1860, 
também passou a defender a hipótese dos dois fluidos elétricos. Um dispositivo capaz 
de armazenar a eletricidade acabava de ser encontrado, é a chamada garrafa de Leyden, 
que seria então o primeiro capacitor, descoberto por Pieter Van Musschenbroek (1692-
1761), na cidade de Leyden, na Holanda, por volta de 1745. 
OBJETIVO 
Mostrar através dos experimentos a existência da eletricidade estática e as 
formas de eletrização: atrito, contato e indução. 
REFERENCIAL TEÓRICO 
Eletricidade Estática 
A Energia estática é a carga elétrica de um corpo cujos átomos apresentam um 
desequilíbrio em sua neutralidade. A eletrostática é o ramo da eletricidade que estuda os 
comportamentos e as propriedades das cargas elétricas em repouso, em um corpo que de 
alguma forma ficou eletricamente carregado, também denominado de eletrizado. O 
fenômeno da eletricidade estática ocorre quando os átomos de um determinado corpo 
perdem ou ganham elétrons, ficando dessa forma carregado positivamente ou 
negativamente (TIPLER, A.; MOSCA, G., 2006). O estudo da eletrostática teve início 
com Tales de Mileto no século VI a.C. Tales fez experimentos com o âmbar, uma resina 
amarelada, com o intuito de explicar o fenômeno da atração que ocorria com o material. 
Os gregos, também no século VI, utilizavam o âmbar como meio para atrair pequenos 
objetos como, por exemplo, pedaços de palha. Os gregos atritavam o âmbar com um 
pedaço de pano, dessa forma ele atraía os objetos (HOME, 1992, p. 204). O estudo da 
eletrostática é dividido em três partes, que correspondem aos tipos de eletrização. São 
elas: eletrização por atrito, eletrização por contato e eletrização por indução 
(HALLIDAY et al., 2007). 
Formas de Eletrização 
Eletrizar um corpo significa torná-lo portador de carga elétrica líquida, seja 
positiva ou negativa, e é sinônimo de carregar o corpo. As maneiras mais comuns de se 
fazer isso são: atrito, contato ou indução. 
Eletrização por Atrito: Pode-se eletrizar um corpo atritando-o á outro, fazendo 
com que um deles perca elétrons, e consequentemente deixando-o com carga elétrica 
(positiva ou negativa). As cargas dos corpos eletrizados desse modo possuem carga de 
sinais opostos. Um exemplo é quando passamos um pente várias vezes no cabelo, o 
pente fica carregado, podemos perceber isso o aproximando a pequenas partículas de 
papel. Funciona com qualquer coisa de plástico que se esfrega no cabelo. 
Eletrização por Contato: Ao se pegar um corpo eletrizado e encostá-lo em um 
neutro, este cede uma partede sua carga ao corpo neutro, deixando-o com carga de 
mesmo sinal que o primeiro. Suponhamos que uma das esferas seja a esfera "A" e a 
outra, esfera "B", digamos que a esfera "A" está eletrizada negativamente e a esfera "B" 
está neutro, ao entrarem em contato, os elétrons em excesso na esfera "A", espalham-se 
pelo conjunto. Assim, "A" continua negativa, mas com um menor número de elétrons 
em excesso e "B", que estava neutro inicialmente, eletriza-se negativamente. Logo, 
como as duas esferas estão eletrizadas com cargas de mesmo sinal elas se repelem 
saindo do contato. Mas, se considerarmos as esferas "A" e "B" como condutores de 
mesmas dimensões, após o contato eles terão cargas iguais. 
Eletrização por Indução: Na eletrização por atrito e por contato, há 
obrigatoriamente a necessidade do contato físico entre os corpos. Na eletrização por 
indução isso já não é necessário e é por isso que esse processo recebe esse nome. 
Quando dois corpos, A e B, sendo A positivamente eletrizado e B um corpo 
eletricamente neutro, são colocados próximos um do outro sem haver contato. As cargas 
positivas de A atraem as cargas negativas de B. Se aterrarmos o corpo B, as cargas 
elétricas negativas da terra vão se deslocar para o corpo B. Retirando o condutor que 
aterra o corpo B só depois afastar o corpo A. Temos então que o corpo B fica 
negativamente eletrizado. Este processo é chamado de eletricidade por indução. 
DESENVOLVIMENTO EXPERIMENTAL 
Materiais Utilizados 
 Gerador de Van der Graaf 
 Gerador Wimshurst 
 Garrafa de Leyden 
 Torniquete Eletrostático 
 Base Isolante 
 Lâmpada Fluorescente 
Procedimento Experimental 
1º Experimento – Gerador de Van der Graaf 
Foi realizado três experimentos utilizando o Gerador de Van der Graaf. O 
primeiro, com o aparelho desligado, acoplou-se o torniquete eletrostático na parte 
superior do gerador, e posteriormente ligou-se o gerador e em seguida observou-se o 
fenômeno estático. O segundo, sobre a base isolante, um aluno com cabelos secos e com 
o auxílio das mãos entrou em contato com a esfera de Van der Graaf e observou-se o 
fenômeno do cabelo eletrizado. O terceiro, foi realizado com o aparelho ligado e com o 
auxílio de uma lâmpada fluorescente, onde aproximou-se a mesma da superfície da 
esfera de Van der Graaf e observou-se o mesmo. 
2º Experimento – Gerador de Wimshurst 
Foi realizado através de duas etapas. A primeira etapa, ajustou-se os terminais 
esféricos do gerador de Wimshurst com uma distância de aproximadamente 10cm. E na 
segunta etapa, ajustou-se para uma distância de aproximadamente 1,0cm. E após os 
ajustes em cada etapa, girou-se a manivela e observou-se o fenômeno entre as esferas. 
3º Experimento – Garrafa de Leyden 
De forma voluntária, inicialmente formou-se um circuito aberto com o grupo de 
alunos conectados pelas mãos, em seguida por indução eletrizou-se a garrafa de Leyden 
aproximando-se da superfície da esfera de Van der Graaf, logo após um aluno na 
extremidade do circuito segurou a garrafa, e outro entrou em contato com o condutor do 
capacitor, formando um circuito fechado. 
RESULTADOS E DISCURSÕES 
1º Experimento - Gerador de Van der Graaf 
Referente ao primeiro experimento que ocorreu entre o gerador de Van der 
Graaf e o torniquete eletrostático obteve o resultado em que o torniquete começou a 
girar. Então partindo da Lei de Coulomb, o que explica esse fenômeno no qual o 
torniquete gira ao redor de seu eixo no sentido oposto ao indicado pelas pontas é a idéia 
de que em suas pontas estão eletricamente carregadas, o que originam campos elétricos 
capazes de ionizar moléculas de ar próximas, ou seja, as pontas positivas atraem 
elétrons negativos e repelem íons positivos de moléculas do ar resultantes da ionização. 
No segundo experimento o que explica o fenômeno do cabelo eletrizado é o fato 
de que há o contato entre o gerador de Van der Graaf e o aluno, com isso faz com que 
por indução se acumulem nos cabelos cargas de sinais iguais o da esfera, ou seja, as 
cargas presentes nos fios de cabelos são iguais, então ocorre uma força de repulsão entre 
os mesmos, com isso faz com que os fios se arrepiem. 
O terceiro experimento em que obteve-se como resultado, na interação entre o 
gerador de Van der Graaf e a lâmpada fluorescente, foi que ao aproximarmos a lâmpada 
do gerador, a mesma se acendeu. Então o fato que explica esse fenômeno é que, o 
potencial elétrico gerado pela esfera carregada tem simetria radial, com isso a lâmpada 
recebe uma carga, sofrendo em sua região interna uma diferença de potência que 
eletriza o gás da lâmpada liberando energia em forma de luz. 
2º Experimento – Gerador de Wimshurst 
No experimento do Gerador de Wimshurst no qual foi realizado através de duas 
etapas obteve-se resultados distintos, onde na primeira etapa não foi possível observar o 
faiscamento entre as esferas metálicas, mas na segunda etapa em que as esferas estavam 
mais próximas, o resultado foi notório, ocorrendo o salto de faíscas entre as esferas. 
Então o que explica esse fenômeno na segunda etapa é o fato de que, há uma 
acumulação de cargas, onde as mesmas são geradas no momento em que as placas 
metálicas do disco são friccionados com as escovas de arame, e através do fenômeno da 
indução eletrostática as cargas chegam nas esferas de metal, fazendo que as faíscas de 
eletricidade estática saltem. 
3º Experimento – Garrafa de Leyden 
Neste experimento obteve-se como resultado uma descarga elétrica que 
acarretou em um choque em todos os alunos no círculo fechado. E o motivo por isso ter 
acontecido foi porque a garrafa estava carregada eletricamente e a mesma era o 
capacitor, quando os alunos fecharam o círculo no momento em que o aluno da 
extremidade encosta o dedo no terminal central do capacitor, o corpo de todos os alunos 
passa a ser um condutor, o que permite um fluxo de elétrons. 
CONCLUSÃO 
Portanto, a execução dos experimentos mostrou-se satisfatória, pois, em cada 
experimento realizado observou-se a existência da eletricidade estática e suas formas de 
eletrização, e de forma especifica o atrito e a indução foram mais notórios no gerador de 
Wimshurst no momento em que ocorre o atrito entre as escovas e as placas metálicas do 
disco, assim como as cargas que chegam nas esferas de metal através da indução 
eletrostática. O contato estático foi notório no instante em que o aluno entra em contato 
com o terminal central do capacitor, com isso também foi possível notar que o corpo 
humano é considerado um condutor que permite o fluxo de elétrons. 
 
 
 
 
 
 
 
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
HOME, R. W. The effluvial theory of electricity. New York: Arno Press, 1981. 
 
TIPLER, P. A. & MOSCA, G. Física para Cientistas e Engenheiros. Vol 3. 5a ed. Rio 
Janeiro: LTC, 2006 
 
HALLIDAY, D., RESNICK, R. & WALKER, J. Fundamentos de Física 3 –
Eletromagnetismo. 7a ed. Rio Janeiro: LTC, 2007.