Experimento II Processos de Eletrização com Gerador de Van der Graff

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Nome do Experimento: Processos de Eletrização com Gerador de Van Der Graaff 
 
 
Objetivos: 
 
Identificar os processos de eletrização através do GERADOR DE VAN DER GRAAFF. 
Verificar a região de campo elétrico em torno do gerador com uma bolinha de isopor. 
“Carregar” eletricamente um aluno isolado e verificar as consequências da eletrização. 
 
 
Introdução teórica: 
 
O gerador foi desenvolvido pelo Engenheiro americano Robert Jemison Van de Graaff 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. 
O gerador de Van de 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 para a superfície interna do metal, sendo então distribuídas para toda a superfície da esfera metálica, 
ficando carregada de cargas elétricas. 
 
Materiais Utilizados: 
 
 Gerador de Van der Graaff 
 Esfera de teste 
 Lâmpada Fluorescente 
 Copinho de plástico 
 Bolinhas de isopor 
 Papel de Seda 
 Percevejo 
 Linha de algodão 
 
Desenvolvimento: 
 
a) Verificar se o ambiente está climatizado, com pouca umidade no ar. Certifique-se que as mãos fiquem limpas 
e secas. 
b) Inicialmente, com o gerador desligado, aproxime a esfera de teste do mesmo e veja o que acontece. 
Responder a Questão 1. 
c) Ligue o gerador. Aproxime a esfera de teste e verifique se o gerador se encontra eletrizado. Aproxime o bulbo 
de vidro da lâmpada fluorescente do gerador, aproximadamente 20cm, observe o que acontece. 
d) Desligue o gerador e toque na cúpula com a esfera de teste. Responda as Questões 2 e 3. 
e) Coloque o copinho de plástico no topo da cúpula do gerador. Ligue novamente o gerador, observe o que 
acontece. Desligue o gerador e toque na cúpula com a esfera de teste. Responda a questão 4. 
f) Cole as tirinhas de papel de seda em três posições distintas: a primeira na parte inferior, a segunda na “linha 
do equador” e a terceira no topo da cúpula do gerador. Ligue o gerador e observe o que acontece a posição 
adquirida pelas fitas de papel. Desligue o gerador e toque na cúpula com a esfera de teste. Responda a 
questão 5. 
 
 
Universidade Estácio de Sá – Campus Macaé 
Curso: 
 Engenharias 
Disciplina: 
Física Teórica e Experimental III 
Código: 
 
Turma: 
 
Professor (a): Thiago de Freitas Almeida Data de Realização: 
 
 
 
 
g) Descole as fitas de papel de seda. 
h) Pegue a linha de algodão com a bolinha e aproxime do gerador, deixando a bolinha movimentar-se 
livremente, mas sem encostar no gerador. Após alguns segundos, deixe a bolinha toque o gerador e observe. 
Desligue o gerador e toque na cúpula com a esfera de teste. Responda a questão 6 
Descreva o que acontece e explique. 
i) Fixe o eletroscópio de folha no topo da cúpula do gerador, ligue-o e observe. Desligue o gerador e toque na 
cúpula com a esfera de teste. Responda a questão 7. 
j) Coloque um aluno de cabelos finos, lisos e secos que esteja usando um sapato fechado com solado de 
borracha em contato com o gerador desligado. Ligue o gerador e veja o que acontece nos cabelos desse 
aluno no decorrer do tempo. Responda a questão 8. 
 
Análise dos resultados: 
1) Ao aproximarmos a esfera de teste do gerador desligado, percebemos que nada acontece. Pois o gerador 
ainda não está eletricamente carregado, desta forma tanto o gerador quanto o bastão estavam nêutron 
(carga nula). 
 
2) Quando aproximamos a lâmpada a um dos polos do gerador, obtém-se uma luminosidade fraca que se 
estende até a metade da lâmpada onde se situa a mão da pessoa que a segura. Esse experimento mostrou 
que potencial elétrico gerado pela esfera carregada tem simetria radial, e consequentemente uma 
d.d.p.(diferença de potencial) aparece entre as extremidades que eletriza o gás no interior da lâmpada 
liberando energia na forma de luz. Ressalta-se que a lâmpada emite luz até o limite onde nossa mão 
encontra-se em contato com a lâmpada. Ou seja, quando um dos polos encostados no gerador e outro em 
uma fonte de aterramento, passa-se energia por dentro da lâmpada (deslocamento de elétrons, causando 
clarões). O processo de eletrização ocorrido nesse experimento com a lâmpada foi o de Indução. 
 
3) A esfera de teste é colocada próximo à esfera metálica do Gerador. Há nesse momento, uma ruptura 
dielétrica no ar a sua volta, ocasionando o que chamamos de Descarga Elétrica. Para que aconteça uma 
descarga elétrica, tem-se o ar funcionando como dielétrico entre duas superfícies condutoras. Há também, 
considerando que a cúpula metálica está carregada positivamente e o bastão negativamente, uma diferença 
de potencial existente entre a cúpula e a esfera do bastão teste. Essa diferença de potencial, quando intensa 
o suficiente, gera, o que chamamos de ruptura dielétrica do ar. Esse fenômeno pode ser visto devido a 
liberação de energia em forma de fóton, e também pode ser ouvido devido um som característico, que 
possui a mesma origem do som que escutamos quando há trovões, porém em baixo volume. 
 
4) Nesse caso a eletrização se deu por contato, pois o gerador fica eletricamente carregado e quando em 
contato com o copinho plástico, o gerador transfere para ele seus elétrons causando assim uma repulsão. 
5) As fitas de papel de seda em contato com a cúpula ficaram eletricamente carregadas, causando assim a 
repulsão (eletrização por contato). Mesmo presa em três posições diferentes, podemos perceber que elas 
ficam perpendiculares a superfície da cúpula. 
 
6) Quando aproximada da cúpula, a bolinha é atraída pela mesma. Isso se dá pelo fato da bolinha não estar 
carregada eletricamente e a cúpula sim. Causando uma atração (eletrização por indução). Quando a bolinha 
é encostada na cúpula, a mesma é carregada eletricamente causando assim a repulsão (eletrização por 
contato). 
 
7) Com o eletroscópio de folha no topo da esfera, as cargas se concentraram neste, transferindo elétrons para o 
papel alumínio causando repulsão entre as tiras. O movimento de repulsão das tiras se deu porque nelas 
foram aplicadas cargas de mesmo sinal, pela forma de eletrização por contato. 
 
8) A eletrização da pessoa por contato faz com que por indução, se acumulem nos cabelos cargas de mesmo 
sinal que o da esfera. Como as cargas presentes em cada fio de cabelo que fica eletrizado com cargas da 
mesma polaridade, que consequentemente se repelem, o que provoca o eriçamento do cabelo. 
 
Conclusão: 
Nesse experimento foi apresentado o princípio da distribuição das cargas de um condutor utilizando o Gerador de 
Van Der Graaff, concluímos então que o experimento comprovou a teoria, pois percebemos seu comportamento 
diante de cada mudança estabelecida através da troca de configuração e disposição dos materiais usados nos 
experimentos, os processos de eletrização por atrito, contato e indução foram realizados com a utilização deste 
instrumento, possibilitando também observar os princípios da eletrostática e de que o campo e a força elétrica 
influenciam na carga. 
 
Referências bibliográfica: 
https://www.infoescola.com/fisica/gerador-de-van-de-graaff/ 
https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/o-gerador-van-graaff.htm