Relatório II Van der Graaff Parte 2 (Fisica III)

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Universidade Estácio de Sá – Campus Macaé
	
	
	Curso: Engenharias
	Disciplina: Física Teórica Experimental III
	Código: CCE0850
	Turma: 3076
 
	
	
	Professor (a): ROBSON FLORENTINO
	Data de Realização: 16/09/2016
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	Nome do Aluno (a): Augusto Cesar Flores Barbosa
Nome do Aluno (a): Iago Carvalho Valente
Nome do Aluno (a): Ricardo Nogueira Salabert
	Nº da matrícula: 201602040591
Nº da matrícula: 201301032841
Nº da matrícula: 201408147211
Funcionamento do gerador de Van der Graaff (parte 2)
Sumário
Objetivo..................................................................................1
Introdução Teórica.................................................................2
Materiais e equipamentos utilizados.....................................3
Procedimentos experimentais e questionários.....................4
Pesquisa..................................................................................5
Conclusões..............................................................................6
Referências Bibliográficas......................................................7
Objetivo: 
Demonstrar visualmente a existência das linhas de força através do mapeamento de campo elétrico gerado pela produção de uma tensão com um gerador de Van de Graaf excitando eletrodos de formatos diferentes, interpretando o comportamento do campo elétrico nas proximidades de dois eletrodos de formatos diferentes configuração das linhas de forças entre eletrodos de formatos diferentes e Interpretar o comportamento do campo elétrico nas proximidades de dois eletrodos de formatos diferentes.
Introdução teórica: 	
O gerador de Van de Graaff é um gerador de corrente constante, enquanto que a bateria é um gerador de voltagem constante, o que varia é a intensidade dependendo de quais os aparelhos que são conectados. O Gerador Van de Graaff é uma máquina que utiliza uma Correia Móvel para acumular Tensão Eletrostática muito alta na cavidade de uma Esfera de Metal. O gerador eletrostático tipo Van de Graaff, tem capacidade para 200 kV, sua esfera tem 18 cm de diâmetro, é removível e dispõe de conexões para aterramento. A sustentação é construída em acrílico e possui articulação na ligação com a base, mede 45 cm de altura. A correia de borracha tem 6 cm de largura e se movimenta sobre 04 polias (19 m de diâmetro), acionada por um motor elétrico de 1/8 de HP funcionando em 110 ou 220 V, conforme a sua rede local de energia e é munido de controle eletrônico da velocidade de rotação do motor. O conjunto está fixado em uma base metálica cujas dimensões são (40x30x2)cm. O conjunto é integrado por uma cuba de vidro, 7 eletrodos, 2 fixadores de eletrodos, 2 cabos de ligações e torniquete eletrostático.
Materiais e equipamentos utilizados:
- Gerador Eletrostático de Correia – Fabricante Cidepe EQ047
- Conjunto de Eletrodos
- Bastão de descarga com cabo isolante 
- Mesa projetável
- Placa de Petri
- Óleo
- Fubá
- Torniquete elétrico
- Vela
- Condensador de placas paralelas para acoplamento ao gerador
- Fósforo
Procedimento experimental e questionários:
IONIZAÇÃO DAS MOLÉCULAS DE AR SUBMETIDAS À AÇÃO DE UM CAMPO ELÉTRICO
8. Faça a conexão ligando uma placa à cúpula e outra à base do gerador (cabo vermelho na placa móvel) com uma vela acesa entre elas.
Ligue o gerador, observando o ocorrido com a chama da vela. Faça variar a distância entre as placas capacitoras e anote o observado.
R: Ao ligar o gerador, a chama começa a variar como se estivesse ventando, e ao variar a distância entre as placas, nota-se que a variação da chama fica cada vez menor. Isso ocorre pela força que a carga elétrica impõe quando a distância das placas é menor, diminuindo a variação da chama ao aumentar a distância entre elas.
9. Sem a vela, aproxime novamente as placas e assopre entre as placas. Observe o que ocorre com a ionização do ar entre elas e explique o observado.
R: A pressão do ar abaixa, facilitando a ionização.
CONFIGURAÇÃO DAS LINHAS DE FORÇA ENTRE ELETRODOS
10. Faça as conexões elétricas entre os bornes da mesa projetável e o gerador. Conecte magneticamente os eletrodos retos de forma a ficarem paralelos. Deposite a placa sobre a mesa projetável com os eletrodos retos e coloque uma fina camada de óleo na placa de Petri. Espalhe, uniformemente, um pouco de milho granulado sobre o óleo.
Ligue o gerador apenas o tempo necessário para o alinhamento das partículas.
 Antes do gerador ligado. 			Após o gerador ligado.
Desenhe o aspecto das linhas de força entre os dois eletrodos retos (com cargas de sinais contrários).
R: Os eletrodos possuem cargas elétricas puntuais de mesmo módulo e sinais opostos. Sob a influência do campo elétrico gerado por essas cargas, o fubá foi se orientado de acordo com as linhas de forças, caracterizando a configuração o campo elétrico entre os dois eletrodos.
Assinale na figura onde o campo elétrico E é mais intenso.
R: O campo elétrico é mais intenso na proximidade das placas (eletrodos). 
Trace o vetor E que melhor representa o campo elétrico no desenho.
R: 
O que acontece com a densidade das linhas de força do campo elétrico na região mais central das placas paralelas?
R: Na região central das placas paralelas a densidade das linhas de força aumenta significativamente em relação aos outros pontos da cuba, devido aos eletrodos, um de pólo negativo e outro de pólo positivo, estarem ligados as placas de metal paralelas, gerando um campo elétrico uniforme.
11. Faça a mesma conexão anterior, agora sem os eletrodos paralelos. 
 Antes do gerador ligado.				Após o gerador ligado.
Desenhe o aspecto das linhas de força entre os dois eletrodos retos (com cargas de sinais contrários).
R: As linhas de campo não possuem uma uniformidade (não estão paralelos), visto que o campo elétrico se forma de acordo com o formato dos eletrodos.  Sabendo que as linhas de corrente possuem o mesmo sentido do campo elétrico, ou seja, do pólo positivo para o pólo negativo, perto dos eletrodos há tanto convergência quanto divergência, pólo negativo e pólo positivo respectivamente, das linhas de corrente.	
Assinale na figura onde o campo elétrico E é mais intenso.
 R: O campo elétrico é mais intenso na proximidade dos eletrodos. 
Trace o vetor E que melhor representa o campo elétrico no desenho.
R:
 
12. Faça a mesma conexão anterior, agora com o eletrodo circular grande e o eletrodo pontual. (haste curva, presa pelo furo no centro da placa e conectada ao eletrodo por magnetismo). 
 Antes do gerador ligado.				Após o gerador ligado.
Desenhe o aspecto das linhas de força entre os dois eletrodos retos (com cargas de sinais contrários).
R: As linhas de campo continuam sem uniformidade (não estão paralelos), e o campo elétrico se forma de acordo com o formato dos eletrodos. Sempre as linhas de corrente possuem o mesmo sentido do campo elétrico, ou seja, do pólo positivo para o pólo negativo.
Assinale na figura onde o campo elétrico E é mais intenso.
R: O campo elétrico é mais intenso na proximidade dos eletrodos. 
Trace o vetor E que melhor representa o campo elétrico no desenho.
R: 
13. Faça a mesma conexão anterior, agora novamente com os eletrodos paralelos, porém com o eletrodo circular pequeno ao centro. 
 Antes do gerador ligado.				Após o gerador ligado.
Desenhe o aspecto das linhas de força entre os dois eletrodos retos (com cargas de sinais contrários).
R: Dentro do anel não existe campo elétrico, não gerando assim uma ordenação das linhas de campo, ou seja, ficam com interferência, caótico.
Assinale na figura onde o campo elétrico E é mais intenso.
R: O campo elétrico é mais intenso na proximidade dos eletrodos. 
Trace o vetor E que melhor representa o campo elétrico no desenho.
R:
O PODER DAS PONTAS E O TORNIQUETE ELÉTRICO
14. Coloque a agulha sobrea esfera do gerados de Van de Graaff, e em seguida, o torniquete (o centro dele bem em cima da ponta da agulha de forma que ele ficasse na horizontal).
Descreva o funcionamento do torniquete elétrico em função do poder das pontas, da ionização das moléculas de ar e da terceira lei de Newton.
R: Devido ao poder das pontas, ionização (troca de elétrons) e a terceira Lei de Newton (“A toda ação há sempre uma reação oposta e de igual intensidade: as ações mútuas de dois corpos um sobre o outro são sempre iguais e dirigidas em sentidos opostos”), fazendo com que o torniquete gire.
Pesquisa:
Faça uma pesquisa para explicar detalhadamente como surge um relâmpago.
 Um relâmpago é uma corrente elétrica muito intensa que ocorre na atmosfera. Ele é conseqüência do movimento de elétrons de um lugar para outro. Os elétrons se movem tão rapidamente que fazem o ar ao seu redor se iluminar, resultando em um clarão, e se aquecer, provocando o som do trovão. Os raios se formam quando certa região de uma nuvem acumula excesso de carga elétrica, positiva ou negativa. Se isso ocorre, o raio é o meio de desfazer a tensão, por meio da transmissão da eletricidade. 
 Fontes de pesquisa:
<http://noticias.terra.com.br/educacao/vocesabia/noticias/0,,OI1555394-EI8399,00-Como+surgem+os+relampagos.html>) Acessado em 21/09/2016
 <http://revistagalileu.globo.com/Galileu/0,6993,ECT705278-1716-13,00.html>) Acessado em 21/09/2016
	
 Conclusões:
Pode-se concluir que o experimento atingiu o objetivo proposto para o aprendizado, de forma que através de uma configuração simples conseguiu-se visualizar com clareza a formação dos campos elétricos pelas linhas equipotenciais formadas pelo campo elétrico gerado e pôde-se notar o seu comportamento diante de cada mudança estabelecida através da troca de configuração e disposição dos materiais usados nos experimentos, assim sendo pode-se comprovar que as linhas de força são sempre perpendiculares às superfícies metálicas dos eletrodos desta forma nunca podendo ser paralelas aos mesmos, pois as linhas demonstram o trajeto do campo elétrico de um eletrodo ao outro como que se formando uma ponte entre eles para a circulação da corrente elétrica, constatou-se assim, a existência do campo elétrico e fez-se o seu mapeamento com o auxilio do fubá por sobre o óleo. Com o conhecimento teórico de Campo Elétrico, vislumbra-se pelos experimentos realizados sua ação prática que condiz com a ação teórica. Com relação ao alinhamento do fubá, ao contrário dos materiais condutores, os dielétricos podem armazenar energia em seu interior. Somente com a aplicação de um campo elétrico é que as cargas positivas e negativas se deslocam buscando um alinhamento na direção das linhas de força do campo em uma formação, por esta razão é que as partículas de fubá se alinham quando energizados os eletrodos. 
Referências Bibliográficas:
HALLIDAY, D., Resnick, R. Walker, J -Fundamentos de Física 3 – Tradução BIASI Ronaldo Sérgio de, - Rio de Janeiro: Livros técnicos e Científicos Editora, 7a Edição, 2007.
HUMBERTO, Robson; Apostila de Física 3 de aulas teóricas, para o curso de engenharia Mecânica, Faculdade de talentos humanos FACTHUS – Uberaba – 2009.
TOGINHO, Filho, D. O., Zapparoli, F. V. D., Pantoja, J. C. S., Catálogo de Experimentos do Laboratório.
BECHARA, Maria José; DUARTE José Luciano Miranda; ROBILOTTA, Manoel Roberto; VASCONCELOS, Suzana Salém - Apostila de Física 3 para o curso de Eletromagnetismo - Instituto de Física USP - São Paulo 2002.