Relatorio eletrização de corpos

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DO OESTE DO PARANÁ 
CENTRO DE ENGENHARIASE CIÊNCIAS EXATAS 
CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PROCESSOS FÍSICOS NA ELETRIZAÇÃO DE CORPOS MATERIAIS 
 
 
 
 
 
 
 
 
Toledo - PR 
OUTUBRO/2017 
 
 
Drielly Gama Carvalho 
Júlia Coutinho Bertuzzi 
Talyta Wenzel Feitoza da Silva Santos 
 
 
 
 
 
PROCESSOS FÍSICOS NA ELETRIZAÇÃO DE CORPOS MATERIAIS 
 
 
 
 
Relatório apresentado à disciplina de 
Física Geral e Experimental II. 
Universidade Estadual do Oeste do 
Paraná - Campus de Toledo. 
 
Professor: Dr. Fernando Rodolfo 
Espinoza Quiñones 
 
 
 
 
Toledo – PR 
2017 
 
 
RESUMO 
Com o objetivo de observar os processos físicos de eletrização de corpos 
materiais, realizaram diversos procedimentos como gerador de Van der Graaf. O 
gerador de Van der Graaf, consiste em produzir elevadas tensões através da 
rotação de uma correia transportadora que é conectada a dois roletes, sendo um 
superior e um inferior, as cargas são coletadas pelos pentes e conduzidas para o 
domo ou para a superfície desejada. Com o gerador ligado foi aproximado um 
bastão de madeira com uma esfera de plástico na extremidade e pode-se observar 
uma descarga elétrica. Um eletroscópio de folhas também foi aproximado ao domo 
do gerador e observou-se que a folha metálica se afastou da haste metálica, devida 
as cargas positivas atraídas. Foi montado um sistema de duas placas metálicas em 
paralelo, uma carregada positivamente e uma negativamente, onde colocou-se uma 
vela entre elas assim podendo ser observado a presença de um campo elétrico, 
indicado pela deformação da chama da vela, inclinando-se para o lado de uma das 
placas. Ao colocar uma gaiola metálica ao redor da vela, ocorreu a blindagem elétrica do 
campo, podendo observar a não movimentação da chama. Por fim, o poder das pontas 
foi verificado pelo giro causado pela transferência/indução de cargas a um torniquete, 
gerando um campo elétrico 
Palavras chave: Gerador de Van der Graaf, cargas, campo elétrico. 
 
 
 
SUMÁRIO 
INTRODUÇÃO ..................................................... Erro! Indicador não definido. 
METODOLOGIA .................................................. Erro! Indicador não definido. 
RESULTADOS E DISCUSSÕES ........................................................................ 5 
CONCLUSÃO ................................................................................................... 10 
REFERÊNCIAS ................................................................................................ 10 
 
 
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1. METODOLOGIA 
1.1. GERADOR DE VAN DER GRAAF 
Para o gerador de Van Der Graaf, foram utilizados o gerador e um bastão de 
madeira (material isolante) com uma esfera de plástico em sua extremidade, como 
na figura 1. Com o gerador ligado, aproximou-se a esfera de plástico ao domo do 
gerador e observou-se os fenômenos que ocorreram. 
 
Figura 1. Gerador de Van der Graaf. (Fonte: ESPINOZA-QUIÑONES(2017)) 
1.2. ELETROSCÓPIO DE FOLHAS 
O eletroscópio de folhas, apresentado na figura 2, é um balão de vidro e dentro 
há uma haste metálica inserida através de uma rolha isolante. Na haste metálica há 
uma folha metálica fixada ao seu extremo. Novamente com o gerador de Van der 
Graaf ligado, aproximou-se o eletroscópio de folhas ao domo e observou-se as 
alterações que ocorreram a cada aproximação realizada. 
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Figura 2. Eletroscópio de Folhas. (Fonte: ESPINOZA-QUIÑONES(2017)) 
1.3. GERAÇÃO DE SOPRO ELÉTRICO SOBRE UMA CHAMA 
Foi montado um sistema com duas placas metálicas em paralelo, como na 
figura 3, e em uma placa conectou-se a carga positiva e na outra a carga negativa, 
assim gerando um campo elétrico uniforme. As cargas positivas e negativas são 
originadas do gerador de Van der Graaf. Entre as placas metálicas foi posicionada 
um suporte isolante e nele foi colocado a vela, ao ligar o gerador, observou-se o 
fenômeno físico gerado pela ação do campo elétrico na chama da vela. Após feita 
a primeira observação, colocou-se uma gaiola metálico em torno da vela e 
observou-se novamente o fenômeno físico gerado. Além da vela, utilizou-se 
também uma lamparina movida a álcool, para uma comparação. 
 
Figura 3. Sistema utilizado para o experimento de geração de sopro elétrico. (Fonte: 
ESPINOZA-QUIÑONES(2017)) 
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1.4. GERAÇÃO DE TORQUE PELO EFEITO DO PODER DAS PONTAS 
Com o mesmo sistema da geração de sopro elétrico sobre uma chama, foi 
realizado a geração de torque pelo efeito do poder das pontas. Mas foi utilizado um 
eixo metálico com quatro varas metálicas afixadas ao eixo e dispostas no mesmo 
plano, com sua pontas dobradas no mesmo sentido como na figura 4. A vara 
metálica foi também foi posicionada no topo do domo do gerador. Em todos os 
procedimentos realizados foram observados os efeitos ocorridos. 
 
Figura 4. Sistema utilizado para o experimento de geração de torque pelo efeito do poder das 
pontas. (Fonte: ESPINOZA-QUIÑONES(2017)) 
2. RESULTADOS E DISCUSSÕES 
2.1. GERADOR DE VAN DER GRAAF 
O gerador de Van der Graaf é uma máquina eletrostática capaz de produzir 
elevadas tensões, constituído por: base, motor, coluna (suporte) isolante, roletes 
inferior e superior, escova, pente coletores, correia transportadora e esfera (domo) 
metálica. O gerador funciona a partir do movimento da correia que se eletriza por 
atrito com a escova, a correia tem a função de transportar as cargas vindas da 
escova até o pente coletor. A escova fica abaixo do rolete inferior entrando em 
contato com a parte externa da correia. O pente coletor fica acima do rolete superior 
e coleta as cargas presentes na correia eletrizada, em contato com a esfera metálica 
distribui as cargas por sua superfície. O rolete inferior e superior tem a função de 
fazer com que a correia fique em movimento, eles ficam por dentro da correia em 
contato com sua parte interna. O primeiro rolete, o inferior, tem o eixo conectado a 
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uma polia que está ligada ao motor, portanto sempre que o motor girar o rolete 
também vai girar (esse rolete que dá movimento a correia). O segundo rolete, o 
superior, tem o eixo livre, ou seja, ele gira de acordo com o movimento da correia e 
serve como tensor da correia. (UnB). As partes do gerador podem ser observadas 
na figura 5 abaixo. 
 
Figura 5. Partes interna do gerador de Van der Graaf. (Fonte: UnB) 
Na realização do experimento observou-se a formação de descargas elétricas 
quando o bastão com a esfera de plástico foi aproximado, isso acontece pois houve 
uma ruptura dielétrica no ar entre o bastão e o domo. A superfície do domo estava 
carregada positivamente e o bastão possui carga neutra, assim ocorreu a eletrização 
por indução. Esse processo de indução é baseado no princípio da atração e 
repulsão, já que a eletrização ocorre apenas com a aproximação de um corpo 
eletrizado a um corpo neutro. O fenômeno pode ser visto pois houve a liberação de 
energia na forma de fóton. 
2.2. ELETROSCÓPIO DE FOLHAS 
Quando se aproxima um material eletrizado da esfera presente no 
eletroscópio de folhas, as cargas de mesmo sinal do material eletrizado se repelem 
pelo processo de indução. No experimento realizado eletroscópio de folhas 
inicialmente estava neutro, ao aproximar-se do domo carregado positivamente 
houve a indução de cargas e a folha metálica se afastou da haste metálica por 
possuir cargas positivas também. Os elétrons foram atraídos para a esfera do 
eletroscópio e a lâmina carregou-se positivamente havendo repulsão entre a folha e 
a haste. O ângulo que fazem as folhas e a hastepode indicar a quantidade de carga 
transferida. 
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2.3. GERAÇÃO DE SOPRO ELÉTRICO SOBRE UMA CHAMA 
As placas paralelas possuíam polaridades diferentes, uma positiva e outra 
negativa, de tal forma que a chama tendeu para o lado da placa com polaridade 
negativa, portanto a chama (formada por íons excitados) possui uma carga positiva. 
Além disso a inclinação também pode ser explicada pelo campo elétrico atuando nas 
moléculas do ar nas proximidades da chama. 
Quando foi colocado a tela metálica cilíndrica ao redor da vela, percebeu-se 
que a chama não sofreu alteração pelo campo elétrico, já que ela funciona como 
uma blindagem que anula o campo. Isso porque a teia metálica é um condutor que 
quando carregado espalha suas cargas pela superfície externa afim equilibrar-se 
com o campo. 
2.4. GERAÇÃO DE TORQUE PELO EFEITO DO PODER DAS PONTAS 
Em materiais condutores pontiagudos ao invés da carga elétrica distribuir-se 
sobre toda a superfície, para maior afastamento devido a repulsão, ela se acumula 
na ponta, sendo esse efeito denominado poder das pontas (IFSC). 
O poder das pontas é relacionado com rigidez dielétrica, a qual corresponde ao 
maior valor do campo elétrico que torna um isolante um condutor elétrico. Para o ar, 
ela é de 30.000 V/cm. De acordo com esse fator, se uma ponta de um condutor 
eletrizado o campo elétrico for esse valor ou acima, haverá perda de cargas 
(UNESP). 
Como o torniquete elétrico é constituído por fios metálicos terminados em 
quatro pontas, as quais são dobradas em um mesmo sentido. A repulsão, leva as 
cargas a serem expelidas nas pontas e o sistema ao consequente movimento, já 
que uma ponta carregada positivamente, atrairá elétrons e repelirá os íons positivos 
das moléculas de ar, obedecendo a segunda e terceira lei de Newton (UFOP). 
A diferença para o torniquete girando acoplado ao domo e entre as placas 
paralelas é que quando está sobre o domo carregado, a eletrização ocorre por um 
processo de condução, já no primeiro caso pelo campo elétrico formado pelas 
placas. 
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3. CONCLUSÃO 
Pode-se concluir através do experimento que apesar de o campo elétrico não 
ser visível, ele influencia cargas elétricas, e explica vários fenômenos, dessa forma 
os objetivos da prática foram atingidos com satisfação, já que verificou-se os efeitos 
elétricos e chegou-se a explicações plausíveis para suas ocorrências. 
 Além disso, verificou-se conceitos tais como: eletrificação de um corpo, 
polaridade, campo elétrico, linhas de campo, blindagem elétrica, poder das pontas, 
etc. À partir dos módulos experimentais, mostrou-se a aplicação dos conteúdos 
aprendidos em sala. 
4. REFERÊNCIAS 
ESPINOZA-QUIÑONES, F. R. Prática VIII – Processos físico na eletrização de 
corpos materiais. Toledo/PR – 2017. 
Leite, Franklin B. R; Titulo: Montagem do gerador de Van der Graaf para o uso 
em atividade experimentais no ensino de física. Planaltina – DF. UnB. 
Poder das Pontas. Universidade de São Paulo. Disponível em 
http://www.ifsc.usp.br/~strontium/Teaching/Material2010-
2%20FFI0106%20LabFisicaIII/01-IntroducaoEletrostatica.pdf. Acesso em 26 de 
Outubro de 2017. 
Poder das Pontas. Universidade Estadual Paulista. Disponível em 
http://www.rc.unesp.br/showdefisica/99_Explor_Eletrizacao/paginas%20htmls/Poder
%20das%20Pontas.htm. Acesso em 26 de Outubro de 2017.