RELATÓRIO 2[1]

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RELATÓRIO DE FÍSICA EXPERIMENTAL III
DESCARGA EM GASES SOB PRESSÃO ATMOSFÉRICA
10/03/2017
Rio de Janeiro
Universidade Estácio de Sá – Campus Norte Shopping
Atividade experimental III– DESCARGA EM GASES SOB PRESSÃO ATMOSFÉRICA
OBJETIVOS:
 Vamos estudar sobre o a transformação de energia mecânica em energia elétrica, pois através do atrito da correia do gerador de Van Der Graf conseguimos eletricidade.
INTRODUÇÃO:
 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 chamado Gerador de Van de Graaff ou gerador eletrostático de correia.
 Nesta atividade as duas esferas metálicas serão submetidas a uma diferença de potencial na ordem de 240.000 volts. Estas esferas denominam eletrodos serão conectadas ao gerador eletrostático e afastadas entre si de uma distância d.
 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.
3-MATERIAIS: 
1)Um gerador eletrostático do tipo Van de Graaff;
2)Uma esfera metálica com bastão;
3)Uma conexão com pinos banana;
4- PERGUNTAS:
O que se entende por campo elétrico?
 O campo elétrico é o campo de força provocado pela ação de cargas elétricas, (elétrons, prótons ou íons) ou por um sistema delas. Cargas elétricas num campo elétrico estão sujeitas e provocam forças elétricas.
Por que dizemos que o campo elétrico é um campo conservativo?
 Dizemos que o mesmo é um campo conservativo porque tem o seu rotacional nulo, ou seja, não dissipa a energia, a conserva.
O que se entende por linhas de força de um campo elétrico?
 As linhas de força são um conjunto de linhas imaginárias, dispostas de tal forma que a força que atua sobre uma carga de prova positiva em qualquer ponto do espaço é tangente à linha naquele ponto.
Cite três propriedades das linhas de força do campo elétrico.
 1- Saem de cargas positivas e chegam nas cargas negativas ,2- duas linhas de força nunca se cruzam ,3- a intensidade do campo elétrico é proporcional à concentração das linhas de forças.
Na Figura 2, se encontram representadas algumas linhas de força de um suposto
campo elétrico. 
 P1
			
	P2	
X		P3
		Y
	P4
		
	P5
			
Assinale a região onde o campo elétrico representado é mais intenso.
Sabendo que a força resultante é calculada 
 Sabendo que a força resultante é calculada como o inverso do quadrado da distância, então quanto mais próximo a X maior será a força de atração ou repulsão.
Desenhe a orientação do vetor campo elétrico E nos pontos assinalados de P1 a P5.
 P1	
			
	P2	
X		P3
		Y
	P4
		
	P5
		
Caso abandonássemos uma carga no interior deste campo, trace a possível trajetória que a mesma teria se:
A carga fosse positiva.
 P1
			
	P2	
X		P3
			Y
	P4
		
	P5
		
A carga fosse negativa.
 P1
			
	P2	
X		P3
		Y
	P4
		
	P5
		
Explique o processo de formação e acúmulo de cargas no gerador eletrostático.
 Quando se introduz um condutor carregado dentro de outro oco e é posto em contato, toda a carga do primeiro passa ao segundo, qualquer que seja a carga inicial do condutor oco. Teoricamente, o processo poderia se repetir muitas vezes, aumentando a carga do condutor oco indefinidamente. Mas, existe um limite devido às dificuldades de isolamento da carga. Quando é elevado o potencial, o ar que o rodeia se torna condutor e começa a perder carga.
Descreva e explique o fenômeno ocorrido ao se aproximar a esfera metálica da cúpula do gerador eletrostático.
 Quando o bastão de metal é colocado perto da Esfera de metal se a diferença de tensão entre o bastão de metal e a esfera de metal chegar a atingir 30,000 Volts por centímetro de ar seco. Uma corrente flui da esfera de metal para o bastão de metal, através do ar seco.
Justifique o fato da mistura gasosa envolvente (ar atmosférico) passar de isolante para condutora de eletricidade. Faça uma comparação com o fenômeno dos relâmpagos que ocorrem durante uma tempestade.
Suponhamos q ue um campo elétrico seja aplicado a um corpo isolado, 
 No caso em uma tempestade um campo elétrico é formado, onde se aplica a um corpo isolado, colocando-o entre dois polos eletrizados e de sinais opostos (no caso em 
questão, o chão e as nuvens). Nestas condições, uma força elétrica atuará 
sobre todos os elétrons do isolante, o ar, tendendo a arrancá-los dos seus 
átomos. Sendo o campo aplicado suficientemente intenso, os elétrons serão 
Arrancados e tornam- se elétrons livre, criando-se assim um grande número de 
íons no ar, alguns positivos e outros negativos. Devido aos íons positivos presentes no ar, 
ele se torna condutor de eletricidade, permitindo assim o surgimento da 
corrente elétrica (no caso em questão, do raio). Processo semelhante pode 
ocorrer em qualquer outro isolante, dependendo apenas do valor do campo 
elétrico aplicado.
Justifique o ruído e a cor azulada verificada durante a descarga elétrica ocorrida no ar. Qual é o sentido do raio azulado produzido (da cúpula para o bastão ou do bastão para a cúpula)?
 A coloração azulada da descarga se dá pelo fato de ser um "jato" de grande intensidade em um curto intervalo de tempo, e de acordo com o espectro das cores, tons azulados demonstram maior intensidade, o que acontece em nossa descarga. O ruído grave que escutamos é devido ao rápido aquecimento e expansão das moléculas de ar ao redor da esfera, isso no momento em que sua rigidez é quebrada.
Explique o movimento de cargas durante a produção da descarga elétrica.
 Essas descargas elétricas se dão pelo fato de que ambas as esferas estão em potenciais diferentes, e elas nada mais são do que um "salto de elétrons" de uma esfera para a outra, numa tentativa de equilibrar as cargas delas; o corpo "neutro" ou menos carregado é induzido por aquele que possui mais elétrons livres (está mais carregado), eletrizando-o pelo processo de indução, havendo então a descarga. No momento da mesma, o ar deixa de ser um isolante e passa a ser um condutor, pois tem sua rigidez dielétrica quebrada, sendo o meio material onde a descarga se propaga.
Como denominamos o ruído e o clarão de cor azulada que surgem durante a descarga quando o fenômeno ocorre na natureza?
 O ruído é o trovão através da rápida dilatação do ar que é causada pelo aquecimento das descarga elétrica. A luz azulada é o relâmpago que é um clarão muito intenso e rápido. Proveniente de uma descarga elétrica gerada pelo atrito de nuvens ou uma nuvem e o solo durante uma tempestade.
Como denominanos o maior valor que o campo elétrico E pode assumir sobre um material isolante, sem que este material conduza a eletricidade?
 Esse maior valor é denominado rigidez elétrica que varia de matéria para matéria.
5- RESULTADOS E DISUSSÃO:
 
 Foi observado que o gerador de Van Der Graaf, foi uma prova científicaque ajudou muito no estudo da eletricidade estática.
6- REFERÊNCIAS:
https://pt.wikipedia.org/wiki/Gerador_de_Van_de_Graaff acesso em 09-03-17
http://www.infoescola.com/fisica/gerador-de-van-de-graaff/ acesso em 09-03-17
http://www.vdg.fis.puc-rio.br/ acesso em 09-03-17
http://efisica.if.usp.br/moderna/conducao-gas/cap1_06/ acesso em 09-03-17