Gerador de Van de graaff

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GERADOR DE VAN DE GRAAFF
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DATA DA REALIZAÇÃO DO EXPERIMENTO:
INTRODUÇÃO
Gerador de Van de Graaff
O chamado Gerador de Van de Graaff foi idealizado pelo engenheiro americano Jemison Van de Graaff, em 1929, com o objetivo de atingir altas tensões. Esse equipamento foi indispensável para condução das pesquisas sobre a constituição dos átomos e pesquisas nucleares.
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.
Estrutura do gerador de Van de Graaff
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.
OBJETIVO
- Realizar Experimentos com o Gerador de Van de Graaff
MATERIAL UTILIZADO
- Gerador de Van Graff 
- Torniquete Elétrico 
- Tiras de Papel Alumínio
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
Cortar tiras de papel alumínio e fixar na superfície externa com fita adesiva.
Ligue o gerador por alguns minutos.
Observe o que acontece e anote com detalhes.
- Os papeis ficaram pendurados conforme o gerador estava ligado, por conta da parte externa eletrizada ocorreu uma repulsão das cargas.
Coloque pequenos pedaços de papeis sobre a cúpula e observe o que acontece ao ligar novamente o gerador.
- Os papeis são repelidos após ligar o gerador
Selecione um colega que esteja com o cabelo bem seco, coloquem em pé sobre uma base isolada, com as mãos encostada na esfera do gerador. Ligue e desligue o gerador.
- Os cabelos que estavam secos se repelem
Conectar o torniquete, sobre a esfera do gerador, ligue o gerador e observe o que aconteceu.
- Ao ligar o gerador tem uma transição de cargas negativas do torniquete para a esfera, que podem ser comparadas com “Trovoes”.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
Qual é a direção do campo elétrico criada em torno da esfera observando as tiras de alumínio? Por que as tiras se movimentaram?
As tiras de alumínio tenderam a movimentar-se na direção radial da esfera no sentido de afastamento. Esse processo é conhecido como eletrização por contato, ocorrendo assim uma transferência parcial da carga elétrica devido à diferença de potencial elétrico existente entre os polos. O funcionamento do gerador gera um campo elétrico, e este através de condução irá carregar eletricamente as fitas de alumínio que estão fixadas nele. Devido ao fato das tiras ficarem carregadas com a mesma polaridade do globo, elas se afastam da superfície da esfera. Como a distribuição de cargas tem simetria esférica, a direção do campo elétrico é radial, ou seja, perpendicular à superfície da esfera. Não é possível saber, entretanto, a polaridade do campo elétrico, uma vez que, sendo ele positivo ou negativo, as tiras irão se repelir de qualquer maneira.
Explique o “chafariz” com os papeis picados?
Ocorre por causa por causa da transferência parcial da carga elétrica devido à diferença de potencial elétrico existente entre os polos.
Explique o princípio de descargas elétricas?
Um raio é identificado por dois princípios, o trovão e o relâmpago. A descarga elétrica provocada pela diferença de potencial entre duas porções de matérias (terra ou nuvem) ioniza o ar em um percurso criando um plasma que emite radiação eletromagnética. Parte dessa radiação é emitida em forma de luz, a esse fenômeno denominamos o nome de relâmpago. Ao liberar este plasma, o ar se expande rapidamente gerando uma onda de choque sônica, a este fenômeno denominamos trovão.
Os raios ocorrem, pois no interior das nuvens ocorre uma eletrificação que provem da mudança de distribuição de cargas. A descarga inicia quando o campo elétrico produzido por estas cargas excede a capacidade isolante, também conhecida como rigidez dielétrica, do ar em um dado local na atmosfera, que pode ser dentro da nuvem ou próximo ao solo. Quebrada a rigidez, tem início um rápido movimento de elétrons de uma região de cargas negativas para uma região de cargas positivas. Existem diversos tipos de descargas, classificadas em função do local onde se originam e do local onde terminam.
O que aconteceu com o torniquete ao ligar o gerador? Explique o que aconteceu.
O torniquete começou a girar. Isto ocorre porque nas pontas eletrizadas do torniquete o ar se ioniza e os íons que possuem carga de mesmo sinal que as pontas são repelidas. Esses por sua vez repelem as pontas (forças de reação) determinando a rotação do torniquete em sentido anti-horário e com velocidade elevada.
As tiras de alumínio no interior da cúpula do gerador se movimentam? Porque?
Sim, por causa das cargas que são de sinais diferentes.
CONCLUSÃO
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Júnior, Joab Silas da Silva. "Gerador de Van de Graaff"; Brasil Escola. Disponível em <https://brasilescola.uol.com.br/fisica/gerador-van-graaff.htm >. Acesso em 04 de abril de 2018.
 
 CLAMPER, Comunicação. Disponível em <http://www.clamper.com.br/2015/12/28/conheca-os-tipos-de-descargas-eletricas/ >. Acesso em 04 de abril de 2018.
UNIVERSIDADE FEDERAL, Estudo do Campo Elétrico. Disponível em <http://www.ebah.com.br/content/ABAAAew-IAE/relatorio-fisica-sobre-gerador-van-graaff>. Acesso em 04 de abril de 2018.