O que é o Gerador de Van der Graaf Fisica III

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O que é o Gerador de Van der Graaf
Equipamento desenvolvido pelo Engenheiro americano Robert Jemison Van de Graaff (1901 – 1967), o gerador de Van der Graaf é um dispositivo que, ao armazenar cargas elétricas no seu terminal esférico, gera tensões, essas tensões variam de acordo com as características do gerador projetado podendo atingir altas tensões. O modelo didático usado em labarotatorios para a simples demonstração permite realizar praticas que contextualizam diversos aspectos dos fenômenos eletrostáticos.
Funcionamento
O gerador 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 na correia são o acrilico ou PVC. Os roletes são de materiais diferentes, ao menos um deles condutores (como Teflon e alumínio), para que se eletrizem de forma diferente devido ao atrito de rolamento com a correia. O funcionamento do gerador se da pelo o motor que 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 localize no exterior dela, não gere campo elétrico sobre o rolete superior; Assim cargas continuam a ser extraídas da correia como se estivessem indo para terra.
Aplicações
A aplicabilidade do primeiro gerador projetado pelo engenheiro foi muito abrangente não só na física atômica, como também na medicina e na industria devido a sua capacidade de gerar altas tensões. As altas voltagens produzidas serviram no passado, em grande escala, para fornecer a energia necessária para os primeiros aceleradores de partículas atômicas eletrizadas (prótons, elétrons, íons, etc.), fazendo com que elas adquiram grandes velocidades. Estas partículas, então, lançadas contra os núcleos atômicos de diversos elementos, provocavam reações nucleares. O estudo das partículas aceleradas tem gerado a possibilidade de desvendar a constituição mais intima da matéria e formular teorias mais abrangentes sobre os fenômenos do universo.
Fenômenos Observados
Vento Elétrico
Foi colocado acima da cuba do gerador um torniquete . Ao ligar o gerador, o torniquete começou a rotacionar, o mesmo é metálicos com as pontas dobradas todas num mesmo sentido. As pontas por terem carga negativa repelem elétrons das moléculas do ar que as rodeia. A molécula com menos elétrons passa a ter carga final positiva e ser atraída em direção a ponta. Quando essas moléculas se tornam íons positivos passa a ser atraídos para as pontas e geram uma diferença de temperatura que faz com que haja o deslocamento do ar. Como as moléculas de ar se deslocam em direção as pontas surge uma corrente de ar que chama-se vento elétrico. Quando esse vendo é produzido pelas diversas pontas do torniquete, as quais são direcionadas ao mesmo sentido, o mesmo passa a girar.
Papeis Eletrizados
Foi colocado papeis picados acima da cuba do gerador desligado (não eletrizado, neutro), ao ligar o gerador e o mesmo começar o ser eletrizado com as cardas produzidas através do sistema de funcionamento do mesmo, ele transfere suas cargas para os pedaços de papeis que também estavam neutros, fazendo que assim eles possuam mesma carga e saiam “voando”, ou seja corpos de cargas iguais se repelem.
Descarga Elétrica (Bastão de teste)
Coloca-se o bastão de teste que também possui um esfera metálica na ponta, próximo ao gerador ligado. È possível observar descargas elétricas, isso ocorre quando o campo elétrico exceder localmente a intensidade do dielétrico no ar. Desse modo, conclui-se que onde há maior diferença de potencial, ou seja, onde há maior acúmulo de cargas na superfície é que se dará a ruptura do isolamento dielétrico do ar e teremos uma descarga elétrica. O ar funcionando como dielétrico entre duas superfícies condutoras, acabou gerando as descargas elétricas.
Descarga entre pessoas
Ao encostar do gerador ligado e estando devidamente isolado do chão, o gerador acaba por transferir sua corrente/carga elétrica para a pessoa, sendo assim ele acaba passando a ser o condutor final dessa carga, estando devidamente eletrizado, caso outra pessoa venha encostar na pessoa já eletrizada isso ira gerar descarga elétrica devido a diferença potencial,e acabara sendo eletrizada também, conduzindo carga elétrica.
Atração de Corpo Neutro (Cabelo)
A atração entre o gerador e um corpo neutro se da pela as leis da atração e repulsão. O gerador produz uma carga (positiva ou negativa), já o corpo neutro possui o mesmo numero de prótons e elétrons. Quando aproximamos um condutor eletrizado de um neutro, provocamos no condutor neutro uma redistribuição de seus elétrons livres, que é denominado indução eletrostática.
Lâmpada Fluorescente queimada que ascende
Ao aproximar a lâmpada queimada do gerador foi possível observar que a mesma acendeu, emitindo uma luz fraca e que piscava continuamente, isso ocorre porque como o potencial elétrico gerado pela esfera carregada tem simetria radial, ao aproximar a extremidade da lâmpada o potencial das duas pontas será diferente, eletrizando o gás no interior da lâmpada e liberando a energia em forma de luz. 
Bibliografia
Zavista, J. O gerador. Disponível em: http://ciencia.hsw.uol.com.br/geradores-van-de-graaff2.htm. Acesso 28 fev. 2015.
Engenharia Eletrica UFUBA. O gerador de Van de Graaff. Disponível em: http://www.peteletrica.eng.ufba.br/?p=2201. Acesso 27 fev. 2015.
Os Cientistas. Van de Graaff e Lawrence – gerador eletrostático e acelerador de partículas. Disponível em: https://oscientistas.wordpress.com/kit-os-cientistas/van-de-graaff/ Acesso 28 fev 2015.
Infoescola. Gerador de Van der Graff. Disponível em: http://www.infoescola.com/fisica/gerador-de-van-de-graaff/. Acesso 28 fev 2015.