relatorio fisica eletrica gerador de van der graff

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RELATÓRIO DE FÍSICA EXPERIMENTALIII
	CURSO
	Engenharia Civil
	TURMA
	
	DATA
	
	Aluno/
Grupo
	
	TÍTULO
	 Tensão Eletrostática
	OBJETIVOS
	 Entender o funcionamento do gerador de Van de Graff e usar alguns matérias condutores afim de compreender mais sobre eletrização.
	
	
	INTRODUÇÃO
	
Robert Jemison Van der Graff foi um físico e criador de instrumentos da Universidade de Princeton, mas nesse trabalho daremos importância a somente um desses instrumentos que por ele foram criados.
O gerador de Van de Graff é um dispositivo utilizado para fazer experimentos físicos utilizando grande quantidade de energia eletrostática, os princípios de funcionamento desse equipamento é o atrito que ocorre entre dois pentes condutores e alguns bastões de plástico e metal, através do atrito, as cargas elétricas são transferidas a partir de uma Corrêa de silicone até uma casca esférica condutora, gerando uma energia eletrostática de ordem 104, por meio desse equipamento podemos realizar diversas demonstrações físicas envolvendo eletricidade. 
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.
Segue abaixo a imagem ilustrativa
 
Fig.1 Gerador de Van de Graff
Este equipamento foi desenvolvido pelo Engenheiro americano Robert Jemison Van de Graaff (1901 – 1967) que, motivado por uma conferência que assistira de Marie Curie, passou a se dedicar a pesquisas no campo da Física Atômica. Uma das consequências destes estudos é a construção do gerador que leva seu nome, o qual teve aplicação direta em várias áreas do conhecimento como na medicina e na indústria.
Nas escolas, este aparelho é destinado ao estudo experimental da eletrostática. Um motor movimenta uma correia isolante que passa por duas polias, uma delas acionada por um motor elétrico que faz a correia se movimentar. A segunda polia encontra-se dentro da esfera metálica oca. Através de pontas metálicas a correia recebe carga elétrica de um gerador de alta tensão. A correia eletrizada transporta as cargas até o interior da esfera metálica, onde elas são coletadas por pontas metálicas e conduzidas para a superfície externa da esfera.
	MATERIAIS 
	
Matérias utilizados nessa experiencia: 
 Gerador eletrostático de correia ( Gerador de Van de Graff )
 Bastão de teste 
 Papel picado
É a participação direta de um dos integrantes do grupo para manuseio do mesmo. 
 
	METODOLOGIA
	
O Motor gira os roletes, que ficam eletrizados e atraem cargas opostas para a superfície externa da correia através das escovas. A correia transporta essas cargas entre a terra e a cúpula. A cúpula faz com que a carga elétrica, que se localiza no exterior dela, não gere campo elétrico sobre o rolete superior. Assim cargas continuam a ser extraídas da correia como se estivessem indo para a terra e tensões muito altas são facilmente alcançadas, em outras palavras, o gerador de Van de Graff funciona através da movimentação de uma correia de é eletrizada por atrito da parte inferior do aparelho. Ao atingir a parte superior as cargas elétricas, que sugiram como 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 elétrica. Se durante o funcionamento do gerador aproximarmos o dedo ou um objeto de metal percebemos leves descargas elétricas que ocorrem em razão da diferença de potencial, mas se ao aproximarmos a mão próximo a parte superior com uma certa distância conseguimos sentir um campo eletromagnético.
O terminal pode atingir um potencial de vários milhões de Volts, no caso de grandes geradores utilizados para experiencias de físicas atômica, ou até de centenas de milhares de Volts nos pequenos geradores utilizados para demonstrações nos laboratórios de ensino. Geradores profissionais utilizam sistemas elétricos, para depositar cara na correia, eliminando assim as instabilidades de desempenho causadas pela excitação por atrito e permitindo regulação precisa da tensão obtida. A operação dentro de câmaras de alta pressão contendo gases especiais permite maior densidade de carga na correia sem ionização, aumentando a corrente que carrega o terminal. 
Para que esse experimento fosse realizado, foi preciso ajustar o peine a correia para que gerasse eletrização, percebemos quando mais perto o peine está da correia, mais forte será a carga na superfície do gerador. 
	EXPERIMENTOS
	
 Primeiro experimento: 
Ligamos o gerador em uma tomada de energia na bancada.
Ajustamos a sua (velocidade) através de um comando no gerador “ RPM ”.
Verificamos se a correia azul que contem no seu corpo estava girando corretamente, após alguns minutos aproximamos o bastão de teste próximo á cúpula. 
Notamos visualmente uma transferência de energia.
Após retirarmos o bastão das proximidades da cúpula e aproximarmos dos papeis picados em cima da bancada notamos que os papeis começam a se deslocar até o bastão devido a atuação do campo elétrico. 
 
 Segue abaixo a imagem em acompanhamento ao experimento.
	ANÁLISE E CONCLUSÃO
	
O gerador constitui-se de um motor capaz de movimentar uma correia feita de material isolante. A correia atrita-se na parte inferior com uma escova metálica ligada ao eletrodo negativo ou positivo de uma fonte. Esse movimento eletriza a correia por atrito, que sobe pelo lado esquerdo (vide figura) eletrizada. Ao chegar à parte superior, a correia toca uma segunda escova, que está em contato com a camada esférica do gerador. Cargas elétricas de sinal oposto ao da correia penetram por ela, deixando a esfera do gerador eletricamente carregada e capaz de gerar altas tensões elétricas ao seu redor.
A partir do momento em que as cargas acumuladas da esfera metálica criarem um campo elétrico de 30 KV/cm, o ar nas redondezas do condutor sofrerá um processo de ionização, o chamado efeito corona, que limitará o acúmulo de cargas elétricas na esfera. 
O gerador de Van de Graaff pode ser utilizado em laboratórios de Física para o estudo de eletrizações por atrito, cargas elétricas, rigidez dielétrica etc
Qualquer excesso de cargas colocado em um condutor isolado se moverá inteiramente para superfície do condutor. Nenhum excesso de carga será encontrado no interior do corpo do condutor.
A conclusão que se pode tirar é que em torno da esfera eletrostática cria um campo elétrico e que esse campo elétrico aponta para fora. 
Ainda obtivemos o entendimento que também o potencial elétrico do gerador está diretamente relacionado com a carga que ele armazena, deixando a esfera metálica carregada com carga não identificada, onde o campo elétrico máximo para a rigidez dielétrica varia de acordo com a umidade do ar. 
Podemos concluir que o experimento atingiu o objetivo proposto pra aprendizado, de forma que através de uma configuração simples conseguiu-se visualizar com clareza a formação dos campos elétricos pelas linhas equipotenciais formados pelo campo elétrico gerado. 
	REFERÊNCIAS
	
TIPLER, Paul A.; Física para cientistas e engenheiros. 3ª edição, LTC editora S.A., Rio 
de Janeiro, 1995. 
HALLIDAY, RESNICK, WALKER. Fundamentos de Física. Vol. 3. 8 ed. Editora LTC, 
2009. 
http://www.feiradeciencias.com.br/sala03/03_07.aspLivro: Física experimental. Luís Antônio Macedo Ramos. Editora Mercado Aberto.
Apostila: Eletricidade e magnetismo I: Roteiros de práticas para o curso de Licenciatura e Bacharelado em Física. Nildo Loiola Dias. Universidade Federal do Ceará.
Arquivado em: Eletrostática
Site: http://geocities.ws/saladefisica9/biografias/vandegraaff.html
http://www.brasilescola.com/fisica/processo-eletrizacao.htm 
http://www.cepa.if.usp.br/e-fisica/moderna/universitario/cap02/cap2_06.php 
http://www.sofisica.com.br/conteudos/Eletromagnetismo/Eletrostatica/leidecoulomb.php