UNIVERSIDADE DE UBERABA

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UNIVERSIDADE DE UBERABA
OTÁVIO PAIVA BORGES 5121391
RELATÓRIO 
UBERABA - MG
2014
UNIVERSIDADE DE UBERABA
OTÁVIO PAIVA BORGES 5121391
RELATÓRIO Nº 2 – GERADOR DE VAN DE GRAAFF
	
Trabalho apresentado à disciplina de Fenômenos físicos e químicos e suas aplicações III, do Curso Superior em Engenharia da Universidade de Uberaba.
Orientador (a): Luciano Henrique.
UBERABA – MG
2014
SUMÁRIO
	1.INTRODUÇÃO...............................................................................................................
	01
	2.OBJETIVOS...................................................................................................................
	03
	3.MATERIAL USADO.......................................................................................................
	04
	4. METODOLOGIA...........................................................................................................
	05
	5. QUARTA PARTE..........................................................................................................
	06
	6.BIBLIOGRAFIA .............................................................................................................
	08
	
	
	
1 INTRODUÇÃO: 
Gerador de Van de Graaff: é uma máquina eletrostática que foi inventada pelo engenheiro estado-unidense descendente de holandeses, Robert Jemison van de Graaff por volta de 1929. A máquina foi logo empregada em física nuclear para produzir as tensões muito elevadas necessárias em aceleradores de partículas.
O gerador básico com excitação por atrito é composto por uma correia de material isolante, dois roletes, uma cúpula de descarga, um motor, duas escovas ou pentes metálicos e uma coluna de apoio. Os materiais mais usados para coluna são o acrílico ou o PVC. Os roletes são de materiais diferentes, ao menos um deles isolante (como Teflon e alumínio), para que se eletrizem de forma diferente devido ao atrito de rolamento com a correia. 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 continuem a ser extraídas da correia como se estivessem indo para terra, e tensões muito altas são facilmente alcançadas.
O terminal pode atingir um potencial de vários milhões de Volts, no caso dos grandes geradores utilizados para experiências de física atômica, ou até centenas de milhares de Volts nos pequenos geradores utilizados para demonstrações nos laboratórios de ensino.
Geradores profissionais utilizam sistemas eletrônicos para depositar carga 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.
Os cilindros, junto com a correia, constituem o coração de um Gerador de Van de Graaff auto-excitado. Como mencionamos anteriormente, geradores eletrostáticos trabalham assentados no efeito triboelétrico. A série triboelétrica (uma lista abreviada é fornecida a seguir) nada mais é que uma lista de materiais ordenados segundo a carga relativa que adquirem quando atritados (ou separados) dois a dois. Os materiais mais comumente escolhidos para os cilindros estão na tabela abaixo:
	Materiais que estão mais próximos do extremo mais negativo, têm uma disposição por assumir uma carga elétrica negativa. Os materiais mais próximos ao extremo mais positivo tendem a assumir carga elétrica positiva. Idealmente, os materiais da correia e do cilindro inferior devem estar entre o mais afastados possível dessa lista, enquanto o material do cilindro superior deve estar na região dos neutros.Para uma dada combinação rolete inferior-correia-rolete superior, a polaridade do domo do Gerador de Van de Graaff fica determinada. Por exemplo, se a correia é de borracha, o rolete inferior é de plástico e o rolete superior é de alumínio, o domo ficará negativo. Usando o mesmo desenho, porém colocando-se o rolete de plástico como superior e o de alumínio como inferior, o domo ficará positivo.
Quando alguém menciona um Van de Graaff, a primeira coisa em que as pessoas pensam, freqüentemente, é o efeito de eriçar os cabelos. Embora isso não deixe de ser um experimento notável e atrativo, há outros experimentos diferentes, muitos deles até mais atrativos e esclarecedores, que podem ser feitos com a eletricidade estática.O gerador auto-excitado trabalha segundo princípios do efeito triboelétrico. Esse termo refere-se ao fenômeno que ocorre quando dois materiais diferentes estão bem juntos e então são puxados para que se separem.
Todos nós já experimentamos esse efeito alguma vez. O melhor exemplo, um pelo qual a maioria certamente já passou (especialmente em um dia seco e quente), é o que ocorre quando estamos caminhando sobre um piso atapetado e a seguir tocamos na maçaneta da porta ou em outro objeto metálico; ouvimos e sentimos uma pequena faísca saltar de nossos dedos. É comum ouvirmos essas crepitações ao tirarmos um vestuário de lã. Assim como os sapatos são afastados do piso atapetado, as roupas puxadas para longe de outras roupas, todos os demais materiais diferentes, quando separados, experimentam uma migração de elétrons de um para outro, tornando-se ambos eletrizados. Esse é o resultado do efeito triboelétrico --- a eletrização que ocorre ao separarmos materiais diferentes que estão bem juntos.
 
Eletroscopio de folhas: É constituído de uma haste metálica, que é ligada na parte superior a uma esfera metálica , e na parte inferior a duas folhas metálicas bastante delgadas. As duas folhas são mantidas no interior de uma caixa metálica munida de uma janela de vidro. Para verificarmos se um corpo está eletrizado, colocamo-lo em contato com a esfera. A esfera , a haste e as duas lâminas, pelo contato, eletrizam-se com eletricidade do mesmo nome que a do corpo. Logo, as duas folhas repelem-se. Esse eletroscópio nos permite conhecer o sinal da carga elétrica de um corpo. Para isso carregamos o eletroscópio com carga elétrica de sinal conhecido, por exemplo, positiva. Colocando em contato com a esfera um outro corpo, se ele também estiver eletrizado positivamente a distância entre as folhas aumentará. Se ele estiver carregado negativamente, a distância diminuirá. 
Quando estudarmos "indução eletrostática" veremos que não há necessidade de tocarmos com o corpo a esfera do eletroscópio nem a do pêndulo elétrico, para sabermos se ele está ou não eletrizado. Basta aproximarmos o corpo da esfera do eletroscópio, ou do pêndulo.
2 OBJETIVOS:
Compreender o conceito de carga elétrica através do Gerador de Van de Graaff e do eletroscópio de folhas.
3 MATERIAL UTILIZADO: 
Gerador de Van de Graaff ou de correio
Partes do Gerador
Esferas de alumínio polido
Polias
Conexão de esfera
Escova superior 
Correia de borracha
Escova metálica
Polia de acrílico
Conexão de fio terra
Escova metálica inferior
Motor 
Controlador eletrônico de velocidade de rotação do motor
Cuba de vidro e base acrílica com 2 isolantes de nylon com bornes
Eletrodos
Cabos de ligação banana
Torniquete eletrostático
Esfera auxiliar em alumínio com cabo e borne
Frasco com semente de grama
Frasco com óleo de rícino
Eletroscópio de folha
 02 conexões de fios com pino banana
Placa de madeira
 Lampada fluorecente
 01 pessoa
4 METODOLOGIA:
Primeiro passo: Ligar o gerador por alguns instantes e aproximar a esfera aterrada da cuba do gerador e observar o que acontece.
Segundopasso: Aproximar o eletroscópio de folhas da cuba do gerador e observar o que acontece.
Terceiro passo: Colocar uma pessoa sobre uma placa de madeira com as mãos encostadas no gerador, ligando-o em seguida e observar o que acontece.
5 RESULTADOS E ANALISES:
O principio do gerador é equivalente a formação de raios? É verdade que o raio pode tanto cair quanto subir? Justifique.
Sim, o gerador representa a formação de raios, porem em menor escala. É verdade, um raio é a descarga de íons negativos, ou seja, do menos pro mais. Assim, se a terra estiver carregada de negativos e a nuvem de positivos, o raio sobe. Mas se a nuvem tiver ions negativos e a terra positivos, ai o raio desce.
Porque quando aproximamos um condutor do gerador ouvimos um barulho quando ocorre o faiscamento? Explique.
Os ruídos causados pela aproximação do bastão e da cuba são responsáveis pela dilatação do ar, o mesmo principio que da origem aos trovões e o clarão são os relâmpagos, porém aqui em menor escala.
Porque a descarga elétrica possui tonalidade azul?
Um gerador de Van de Graaff produz uma tensão alta o suficiente para "atravessar" o ar. Quando a energia passa por ele, ioniza as moléculas de ar. 
Os átomos estimulados recebem energia suficiente para liberar elétrons permitindo a passagem da corrente. Quando os elétrons voltam para sua respectiva camada de valência, emitem de volta a energia em forma de luz visível, no caso, numa frequência azulada. 
O que acontece com eletroscópio de folhas quando o aproximamos do gerador? Explique e demonstre com esquema.
As duas tiras do eletroscópio de folhas se separam. Esse comportamento ocorre quando dois corpos estão com cargas de mesmo sinal. O movimento de repulsão das tiras se deu porque nelas foram aplicadas cargas do mesmo sinal, pela forma de eletrização por contato.
O que acontece com a pessoa encostada no gerador em funcionamento? Explique.
Quando uma pessoa coloca as mãos na esfera, o sistema pessoa-esfera fica carregado positivamente; os cabelos ficam arrepiados pois as cargas tendem a se acumular nas pontas e se repelem por terem o mesmo sinal.
6 BIBLIOGRAFIA
http://fisicaeletro.blogspot.com.br/2011/06/experimentos-propostos-referentes.html
http://www.totalflexrj.com.br/ARQUIVOS/uff_eNVIAR/Engenharia%20de%20Produ%C3%A7%C3%A3o_net/F%C3%ADsica%20experimental%20II_net/0129_Gerador%20de%20VAN%20GRAAFF_net_6fls.pdf
http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAWKEAA/relatorio-gerador-van-graaf
http://www.fisicaevestibular.com.br/eletrostatica1.htm