experiencia 2

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FÍSICA EXPERIMENTAL 3 
EXPERIÊNCIA 2 
DESCARGA EM GASES SOB PRESSÃO ATMOSFÉRICA 
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1.0 – Objetivos: 
- Entender o conceito de carga elétrica; 
- Descrever e entender o fenômeno da geração de cargas elétricas em um gerador do tipo Van der 
Graaff; 
- Entender o fenômeno da descarga elétrica e o mecanismo de transporte de cargas na atmosfera. 
- Reconhecer a importância da pressão e da distância entre os eletrodos na capacidade de condu-
ção elétrica num gás. 
 
2.0 - Lista de Materiais: 
- Um gerador eletrostático do tipo Van der Graaff; 
- Uma esfera metálica com bastão; 
- Uma conexão com pinos banana. 
 
3.0 - Fundamentos teóricos. 
Nesta atividade, duas esferas metálicas imersas no ar atmos-
férico, serão submetidas a uma diferença de potencial na or-
dem de 240.000 volts. Estas esferas, denominadas eletrodos, 
serão conectadas ao gerador eletrostático e afastadas entre si 
de uma distância d. 
O eletrodo cátodo e o eletrodo ânodo 
A cabeça esférica do gerador funcionará como um ele-
trodo denominado cátodo (eletrodo negativo), sua base 
inferior (sem ligação terra) é o eletrodo denominado 
ânodo (eletrodo positivo). 
Fatores que influenciam na condutividade de um gás. Fig. 1 – Gerador Van Der Graaf 
• Diminuindo a pressão, a condutividade elétrica do gás 
aumenta. 
• A condutividade de um mesmo gás depende da pressão a que está submetido para se en-
quadrar como condutor ou isolante. 
• Para uma pressão fixa, diminuindo a distância entre os eletrodos, a capacidade do gás se 
tornar condutor aumenta. 
• Sob a mesma pressão, a condutividade de um mesmo gás depende da distância entre os 
eletrodos nele imersos para se enquadrar como condutor ou isolante. 
Geralmente, pressões de uma ou mais atmosferas são consideradas pressões altas, como nesta 
atividade operamos com ar atmosférico, consideramos nosso experimento realizado sob pres-
são alta. Achamos oportuno salientar que os gases, condutores de terceira espécie, não obser-
vam a lei de Ohm e, dependendo das condições de pressão e distância entre os eletrodos, po-
dem ser condutores ou isolantes. 
 O campo elétrico é um campo conservativo. 
• Revendo seus apontamentos procure responder às seguintes questões: 
1 - O que se entende por campo elétrico? 
2 - Por que dizemos que o campo elétrico é um campo conservativo? 
 
 
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DESCARGA EM GASES SOB PRESSÃO ATMOSFÉRICA 
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3 - O que se entende por linhas de força de um campo elétrico? 
4 - Cite três propriedades das linhas de força do campo elétrico. 
 
Na Figura 2, se encontram representadas algumas linhas de força de um suposto campo elétrico. 
 
5 - Assinale a região onde o campo elétrico repre-
sentado é mais intenso. 
6 - Desenhe a orientação do vetor campo elétrico E 
nos pontos assinalados de P1 a P5. 
7 - Caso abandonássemos uma carga no interior 
deste campo, trace a possível trajetória que a 
mesma teria se: 
• A carga fosse positiva. 
• A carga fosse negativa. 
 
4.0 - Montagem. 
Andamento das atividades e perguntas. 
Execute a montagem conforme a Figura 1 
Ligue a chave, no painel frontal e gire o botão de velocidade para a aceleração máxima. Regule a 
pressão das palhetas sobre a correia de borracha, aumentando o atrito, sem que esta pare de se 
movimentar. 
Aproxime a esfera menor da cabeça do gerador. 
8 – Explique o processo de formação e acúmulo de cargas no gerador eletrostático. 
9 – Descreva e explique o fenômeno ocorrido ao se aproximar a esfera metálica da cúpula 
do gerador eletrostático. 
10 - Justifique o fato da mistura gasosa envolvente (ar atmosférico) passar de isolante para 
condutora de eletricidade. Faça uma comparação com o fenômeno dos relâmpagos 
que ocorrem durante uma tempestade. 
11 - Justifique o ruído e a cor azulada verificada durante a descarga elétrica ocorrida no ar. 
Qual é o sentido do raio azulado produzido (da cúpula para o bastão ou do bastão pa-
ra a cúpula)? 
12 - Explique o movimento de cargas durante a produção da descarga elétrica. 
13- Como denominamos o ruído e o clarão de cor azulada que surgem durante a descarga 
quando o fenômeno ocorre na natureza? 
No momento em que o gás deixa de ser isolante, o campo elétrico possui um certo valor en-
tre os eletrodos. 
14 - Como denominamos o maior valor que o campo elétrico E pode assumir sobre um ma-
terial isolante, sem que este material conduza a eletricidade?