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Relatório de Gerador de Van de Graaff
Professor:Altivo Monteiro; Física experimental III
RESUMO
 
Induzir o transporte de cargas através de um Gerador de Van de Graaff e analisar suas interações com o meio.
INTRODUÇÃO
Quando dizemos que um corpo está “carregado”, isso significa que ele tem um desequilíbrio de cargas, apesar de a carga resultante geralmente representar apenas uma minúscula fração da carga total positiva ou negativa contida no corpo. Existem, no entanto, três formas de se eletrizar um objeto.
Eletrização por atrito
Ocorre quando atritamos dois corpos de substâncias diferentes (ou não), inicialmente neutros, e haverá transferência de eletros de um corpo para o outro, de tal forma que um corpo fique eletrizado positivamente (cedeu elétrons), e outro corpo fique eletrizado negativamente (ganhou elétrons). A eletrização por atrito é mais forte quando é feita por corpos isolantes, pois os elétrons permanecem nas regiões atritadas.
Eletrização por contato
Considere duas esferas de metal (Figura 1) eletrizadas:
Fiura1:Esferas de Metal
A esfera A esta eletrizada positivamente e todos os seus pontos possuem potencial elétrico negativo, ao contrario da esfera B que está neutra e seu potencial elétrico é nulo. Portanto existe diferença de potencial entre as esferas.
Quando encostamos as duas esferas, a diferença de potencial elétrico(Figura 2) (Q) que existe entre elas, faz com que os elétrons da esfera negativamente carregada(A) passem espontaneamente para a esfera neutra( de menor potencial).
Figura 2:Diferença de potencial elétrico
Esse fenômeno acontece com freqüência na vida de todos. Por exemplo, quando tomamos choque ao encostar em um objeto que não tem ligação nenhuma com energia elétrica que possa justifica-lo.
Eletrização por indução
Sejam duas esferas metálicas A e B (A carregada negativamente e B neutra), afastadas como mostra a figura 1a. Ao aproximarmos as duas esferas, a presença de cargas negativa presente em A, provocará uma separação de cargas em B(fig. 1b). Essa separação de cargas é chamada de indução.
Se ligarmos um condutor da esfera B até a terra (fig. 2a), as cargas negativas que foram repelidas, escoarão para a terra de maneira natural, de modo que a esfera B passe a ficar eletrizada positivamente (fig. 2b). A esse processo damos o nome de eletrização por indução.
Gerador de Van de Graaff 
Figura 3:Gerador de Van de Graaff
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 (Figura 3) 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. 
Esse gerador é composto por: 
• Um motor; 
• Dois cilindros; 
• Um conjunto de correias; 
• Um conjunto de escovas; 
• Um terminal de saída, que na maioria das vezes é uma grande esfera de metal ou de alumínio. 
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).
 
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Após estudos prévios sobre o Gerador de Van de Graff, iniciamos as analises dos casos apresentados em sala de aula. 
1-Explique a movimentação das fitas de papel.
A cúpula esta negativa ao colocarmos as fitas de papel sobre a cúpula; o papel fica eletricamente negativo ocorrendo o distanciamento das fitas de papel da cúpula.
2-Explique o funcionamento do eletroscópio.
As placas de metal se soltam quando ocorre a eletrificação das mesmas.
3-Explique o cata-vento elétrico.
A ionização do cata-vento fara que haja o deslocamento do mesmo, provocando assim o ar.
4-Explique a lâmpada neon.
O aterramento do gerador com a terra ocasiona carga negatva em consequência a ponta solta da luz de neon ocasiona carga positiva, ocorrendo a ionização do processo fazendo com que a lâmpada acenda.
5-Explique o acendimento da lâmpada fluorescente.
Devido ao aterramento, pela lâmpada induzir a cargas positiva ocasionara ao diferencial potencial da mão ao eletrodo.
6-Explique a deflexão da chama da vela.
A cúpula possui alto índice de carga negativa ocasionando à repulsa da chama da vela.
DESCRIÇÃO DO EXPERIMENTO
Figura 4 :Gerador Van de Graff
À pratica foi demonstrar visualmente a existência das linhas de força através do campo elétrico gerado pela produção de uma tensão com um gerador de Van de Graaff (figura 4), interpretando os efeitos do campo elétrico produzido pelo acúmulo de cargas em uma esfera oca metálica. É realização das experiências levadas pelo professor, são elas: Cata vento, lâmpada de neon, acendimento da lâmpada fluorescente e deflexão da chama da vela.
CONCLUSÃO
 
Com os experimentos realizados no laboratório de física, podemos emoldurar através dos experimentos a teoria adquirida sobre o que diz respeito o Gerador de Van de Graaff, que quando uma carga é colocada num gerador desse tipo, a corrente (amperagem) continua a mesma. É a voltagem (tensão) varia com a carga. No caso desse gerador, conforme você se aproxima do terminal de saída (cúpula) com um objeto aterrado, a voltagem diminui, mas a corrente permanece a mesma.
REFERÊNCIA
[1]. http://gvdgcefet.blogspot.com.br/p/teoria-basica.html
[2}.http://www.infoescola.com/eletricidade/processos-de-eletrizacao/
 
 
Engenharia de Produção
Gerador
de
Van de Graaff
2016.1