RELATORIO FISICA TEORICA EXPERIMENTAL III DESCARGA EM GASES SOB PRESSÃO ATMOSFÉRICA 22.03.2018

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ALEXSANDRO RODRIGUES PEREIRA; 
JORGE FELLYPE PINHEIRO EVANGELISTA; 
JÚLIA CAROLINE COSTA CASTRO; 
LUIZ GONZAGA DIAS JUNIOR; 
PEDRO HENRIQUE SILVA COSTA; 
THAYANNY CRISTHYNE COIMBRA GALDEZ. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RELATÓRIO DE FÍSICA TEÓRICA EXPERIMENTAL III 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SÃO LUIS - MA 
2018 
 
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ALEXSANDRO RODRIGUES PEREIRA; 
JORGE FELLYPE PINHEIRO EVANGELISTA; 
JÚLIA CAROLINE COSTA CASTRO; 
LUIZ GONZAGA DIAS JUNIOR; 
PEDRO HENRIQUE SILVA COSTA; 
THAYANNY CRISTHYNE COIMBRA GALDEZ. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RELATÓRIO DE FÍSICA TEÓRICA EXPERIMENTAL III: DESCARGA EM GASES 
SOB PRESSÃO ATMOSFÉRICA 
. 
 
 
 
 
 
Relatório experimental apresentado na Faculdade Estácio 
de São Luís - MA, para a disciplina Física Teórica 
Experimental III, quarto período do curso de Engenharia 
Civil. Sala: L/ Laboratório de Física. 
 Prof. MsC.: Wellington Santos 
 
 
 
 
SÃO LUÍS - MA 
2018 
 
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SUMÁRIO
 
 
1.0 OBJETIVO ......................................................................................................................... 4 
2.0 INTRODUÇÃO TEÓRICA .............................................................................................. 5 
2.1 ELETRICIDADE ............................................................................................................... 5 
2.2 GERADOR DE VAN DER GRAFF ................................................................................. 5 
2.3 PÊNDULO ELETROSCÓPIO ......................................................................................... 6 
2.4 ÂNODO E CÁTODO: ....................................................................................................... 6 
2.5 LEI DE COULOMB: ......................................................................................................... 6 
3.0 MATERIAIS ....................................................................................................................... 7 
4.0 PROCEDIMENTO ............................................................................................................ 8 
4.1 IMAGEM DO PROCEDIMENTO SENDO REALIZADO........................................... 8 
5.0 OBTENÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS ........................................................... 9 
6.0 CONCLUSÃO .................................................................................................................. 10 
7.0 BIBLIOGRAFIA .............................................................................................................. 11 
 
 
 
 
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1.0 OBJETIVO 
 
Neste relatório, temos com objetivo estudar sobre o fenômeno da descarga elétrica, e 
identificar os eletrodos ânodos e cátodos e reconhecer a importância da pressão e da distância entre 
os eletrodos para haver a possibilidade de uma condução elétrica em um gás e verificar as 
condições necessárias para que se estabeleça uma descarga elétrica em um gás sob pressão 
atmosférica. Contribuir ainda, para o aumento de conhecimento e entendimento dos conceitos 
sobre a prática da descarga em gases sob pressão atmosférica, tendo como base estrutural na 
membrana dos fundamentos das físicas na Lei de Coulomb. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2.0 INTRODUÇÃO TEÓRICA 
 
2.1 Eletricidade 
 
A Eletricidade é o movimento, usualmente de elétrons, produzido entre dois pontos de 
um condutor. É, em termos gerais, a área da Física que estuda os fenômenos causados pelo trabalho 
das cargas elétricas. 
Essa forma de energia está presente no nosso cotidiano não só nos aparelhos eletrônicos, 
mas também na natureza - descargas elétricas que resultam em relâmpagos, por exemplo. A 
eletricidade é, atualmente, o principal tipo de energia existente. 
O conceito é tão amplo que existem áreas de estudo que se ocupam cada uma de um aspecto da 
eletricidade: 
Eletrostática: dedica-se ao comportamento das cargas elétricas sem movimento, ou em estado de 
repouso. 
Eletrodinâmica: ao contrário da eletricidade estática, a eletrodinâmica é, como indica o seu nome, 
dinâmica e, portanto, está em constante movimento. 
Eletromagnetismo: estuda a relação da eletricidade com a capacidade de atrair e reprimir polos. 
[1] 
 
2.2 Gerador Eletrostático de Van der Graff 
 
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. 
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. 
 
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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. [2] 
 
2.3 Pêndulo Eletroscópio 
 
O Pêndulo eletrostático é formado por um suporte, uma base isolada que não conduz 
corrente elétrica e por um fio de seda com uma esfera metálica pendurada. Eletriza-se a esfera com 
determinada carga positiva ou negativa e aproxima-se o corpo o qual se deseja saber a carga. Se, 
por exemplo, a bola for eletrizada positivamente, aproxima-se dela o material com carga 
desconhecida. Se esta esfera se atrair para o corpo este estará eletrizado negativamente; se ao 
contrário, a esfera repelir-se, o corpo estará eletrizado positivamente. [3] 
 
2.4 Ânodo e Cátodo: 
 
Ânodo, ou anodo é o pólo positivo de uma fonte eletrolítica, no caso da eletrólise, é o 
eletrodo para onde se dirigem os ânions, no caso das válvulas termiônicas, ou válvulas eletrônicas, 
o ânodo é chamado de placa, é o eletrodo para onde se dirigem os elétrons acelerados termicamente 
pelo cátodo, eletrodo negativo, aquecido pelo filamento. 
O ânodo é positivo e não negativo. O cátodo é negativo, já que em relação ao ânodo, possui mais 
elétrons livres, logo um potencial menor. [5] 
 
2.5 Lei de Coulomb: 
 
A Lei de Coulomb trata da força de interação entre as partículas eletrizadas, as partículas 
de mesmo sinal se repelem e as de sinais opostos se atraem. As cargas elétricas positivas são 
atraídas pelas cargas elétricas negativas e as cargas com mesmo nome se repelem e a intensidade 
da força eletrostática entre duas cargas elétricasé direta mente proporcional ao produto das cargas 
e inversamente proporcional ao quadrado da distância que as separa. [6] 
 
 
 
 
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3.0 MATERIAIS 
 
Foram utilizados os materiais relacionados abaixo: 
1. 01 (um) Gerador eletrostático; 
2. 01 (um) Pêndulo eletroscópio 
3. 01 (uma) Conexão elétrica com pinos de pressão; 
 
Figura 01: Material utilizado para realização do experimento. 
 
Fonte: Fotografada na pratica do experimento. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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4.0 PROCEDIMENTO 
 
• Montar e regular o gerador eletrostático (Gerador Van der Graaff); 
• Realizar a eletrização por indução entre gerador e o pêndulo eletrostático; 
• Iniciar o experimento e observar e analisar o fenômeno. 
 
4.1 IMAGEM DO PROCEDIMENTO SENDO REALIZADO 
 
Figura 02: Procedimento sendo realizado, para apurar dados, onde está ocorrendo eletrização por 
indução entre o pêndulo e gerador eletrostático. 
 
 
Fonte: Foto própria do procedimento sendo realizado em laboratório. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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5.0 OBTENÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS 
 
Verificamos que o gerador de cargas elétrico Van der 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 a 
superfície interna do metal, sendo então distribuídas a superfície da esfera metálica, ficando 
carregada de cargas elétricas. durante o funcionamento do gerador aproximarmos o pêndulo 
eletrostático e observamos leves descargas elétricas que ocorrem em razão da diferença de 
potencial e quanto mais aproximávamos o pêndulo na esfera de Van der Graaff, mas intensa 
ficaram as descargas elétricas, isso ocorre devido à distância, quanto menor for, maior vai ser o 
campo o ar passa a se ioniza e perde sua propriedade dielétrica. A temperatura atingida é bastante 
alta influenciando em dois aspectos importantes, a cor e a dilatação do ar. A cor azulada é porque 
a descarga possui muito calor, e a alta temperatura no instante, provoca a dilatação do ar. 
 
5.1 Justifique o fato da mistura gasosa envolvente (ar à pressão atmosférica) passa de isolante 
para condutora de eletricidade. 
 
Um gás depende da pressão que está submetido e da distância entre os eletrodos para se enquadrar 
como condutor ou isolante. Ou seja, o quando se diminui a pressão a condutividade do gás aumenta 
e quando se aumenta a pressão diminui-se a condutividade do mesmo. [4] 
 
5.2 Como denominamos o maior valor que o campo elétrico E pode assumir sobre um 
material isolante, sem que este material conduza a eletricidade? 
 
Esse maior valor é denominado rigidez elétrica que varia de matéria para matéria. [4] 
 
5.3 justifique o ruído e a cor azulada verificados durante a descarga elétrica ocorrida no ar. 
 
Quando ocorre a descarga através da formação de um fino canal ionizado no ar, o ar no interior 
desse canal atinge temperaturas muito elevadas, de milhares de graus Celsius. Esse mesmo ar no 
interior do canal no momento da descarga. Ao aumentar, bruscamente a temperatura de um gás, a 
pressão cresce. Portanto, o ar dentro do canal, devido à elevação da pressão se expande 
violentamente, produzindo uma expressão busca. [4] 
 
5.4 Como denominamos o ruído e o clarão de cor azulada que surgem durante a descarga, 
quando o fenômeno ocorre na natureza? 
 
O ruído é o trovão através da rápida dilatação do ar, causado pelo aquecimento da descarga elétrica. 
A luz azulada é o relâmpago que é muito intenso e rápido. Proveniente de uma descarga elétrica 
gerada pelo atrito de nuvens ou uma nuvem e o solo durante uma tempestade. [4] 
 
 
 
 
 
 
 
 
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6.0 CONCLUSÃO 
 
O gerador eletrostático criou um campo elétrico que aponta para fora, comportando-se de 
forma indutora na eletrização ocorrida com o pêndulo. A rigidez dielétrica do ar que as cercava se 
quebrou, tornando-o condutor e manifestando visualmente o ocorrido com incidências luminosas 
e auditivas e esses ruídos causados pela aproximação do pêndulo e da esfera são responsáveis pela 
dilatação do ar, o mesmo princípio que dá origem aos trovões e o clarão são os relâmpagos. 
 
Os resultados encontrados em nosso experimento tiveram um bom desempenho, onde foi 
possível realizá-lo com a exatidão precisa em consonância atingindo objetivo desejado, ou seja, 
aprendizagem do conhecimento especifico sobre o tema do experimento e comprovando a lei de 
Coulomb, onde diz, que a intensidade da força eletrostática entre duas cargas elétricas é 
diretamente proporcional ao produto das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da 
distância que as separa. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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7.0 BIBLIOGRAFIA 
 
7.1 Livros 
 
HALLIDAY, D., Resnick, R. Walker, J - Fundamentos de Física 3 – Tradução BIASI Ronaldo 
Sérgio de, - Rio de Janeiro: Livros técnicos e Científicos Editora, 7a Edição, 2007. 
 
7.2 Bibliotecas Virtuais 
 
• [1]. Disponível em: https://www.todamateria.com.br/eletricidade/ acessado em 20/03/2018; 
• [2]. Disponível em: https://www.infoescola.com/fisica/gerador-de-van-de-graaff/ acessado em 
20/03/2018; 
• [3]. Disponível em: https://explorable.com/es/experimento-del-pendulo acessado 21/03/2018; 
• [4]. Disponível em: Http://feiradeciencias.com.br/sala11/11_03.asp. acessado: 20/03/18. 
• [5]. Disponível em: 
https://br.answers.yahoo.com/question/index?qid=20101122140044AALnnON acessado: 
20/03/18. 
• [6]. Disponível em: 
http://www.sofisica.com.br/conteudos/Eletromagnetismo/Eletrostatica/leidecoulomb.php 
acessado: 20/03/18.